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2010年  第25卷  第06期

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石墨烯的研究前沿及中国发展态势分析
王 丽, 潘云涛
2010, 25(06): 401-408.
摘要(3829) PDF(4376)
摘要:
从文献计量学的角度，利用TDA分析软件及EXCET对石墨烯相关论文的年代、国家、机构、学科的分布及研究的重点进行了统计分析，并将中国与国际的研究状况进行了比较。发现与石墨烯相关的研究在2005年以后得到了快速发展，从事该研究的主要国家有美国、中国、日本、英国及德国等，主要集中在高分子物理学、材料科学及应用物理学等领域，热点集中在与石墨烯相关的石墨烯性质的研究如导电性、导热性及石墨烯的制备方法和纳米复合材料等方向。中国近两年来也十分重视石墨烯的研究，但起步相对较晚，相关研究有待深入。
压力下的炭化
Michio INAGAKI, Ki Chul PARK, Morinobu ENDO
2010, 25(06): 409-420. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60042-1
摘要(2686) PDF(2951)
摘要:
述评了三类压力下的炭化途径：分解气体自升压状态下的炭化，水热反应和还原CO2成炭。尽管这些在加压状态下形成的不同形态和纳米织构的炭材料具有相当高的收率，然而在很多情况下它们是多种形态炭材料的混合物。述评着眼于温度-压力条件和所用的前驱体的化学组成，讨论了高纯度、分离态的炭球的形成条件。
多壁碳纳米管对单质硫正极材料电化学性能的改性
吴 锋, 吴生先, 陈人杰, 陈 实, 王国庆
2010, 25(06): 421-425.
摘要(2597) PDF(1713)
摘要:
为增强单质硫电极的导电性能和抑制活性硫在电解液中的溶解，选用高比表面积、强吸附能力的多壁碳纳米管作为非活性添加剂，通过密封分段加热的方式与单质硫形成复合材料。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)测试均表明单质硫均匀分散到碳纳米管基体中。电化学测试显示添加碳纳米管的硫电极首次放电比容量高达1487.0mAh · g-1，硫的利用率达到了88.9%，循环50次后比容量还保持在913.7mAh · g-1，较之普通硫电极其电化学性能得到显著改善。
嵌段共聚物修饰多壁碳纳米管
王国建, 王可伟, 邱 军
2010, 25(06): 426-430.
摘要(2827) PDF(1472)
摘要:
为了改善多壁碳纳米管的分散性，通过丙烯酸和羟基化多壁碳纳米管的酯化反应将双键引入到碳纳米管的表面，同时利用原子转移自由基聚合合成端基为卤素的苯乙烯-b-甲基丙烯酸羟乙酯嵌段共聚物，并通过对双键的加成反应，将嵌段共聚物引入到多壁碳纳米管的表面，实现了碳纳米管的化学修饰。通过FTIR、TGA和TEM技术对产物进行了表征，结果表明:嵌段共聚物通过共价键接枝到碳纳米管表面，其含量为42.9%，平均约277个碳原子接枝一条聚合物链；修饰后的MWCNTs在乙醇中分散良好。
炭微球的结构演变：从实心到中空
杨永珍, 刘旭光, 罗秋苹, 金　琳, 许并社
2010, 25(06): 431-437.
摘要(2650) PDF(1582)
摘要:
采用简单的空气氧化法由实心炭微球制备中空结构的炭微球。通过场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X-射线衍射仪、拉曼光谱和热重分析仪对产物的形貌和结构进行表征。结果表明：中空炭微球的石墨化程度较低。在炭微球的空气热氧化过程中，反应温度对炭微球从实心到中空的结构演变起着关键性的作用，温度越高，中空炭微球的内径越大、壁越薄。其形成机理可认为是炭微球的曲率和结晶度协同作用的结果。亦即，实心炭微球进行热氧化时，其内部的大曲率和低结晶度更易氧化，以致形成中空炭微球。
马铃薯淀粉基炭微球的制备及其稳定机理
赵　朔, 王成扬, 陈明鸣, 时志强, 刘　娜
2010, 25(06): 438-443. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60044-5
摘要(2773) PDF(1695)
摘要:
以马铃薯淀粉为原料，通过空气中210℃稳定化、氮气中600℃炭化，制备了马铃薯淀粉基炭微球。其中，稳定化处理是制备过程中的关键步骤。利用热失重分析（TGA）、X-射线衍射（XRD）、X-射线光电子能谱（XPS）和差热扫描量热法（DSC），对其稳定化机理进行了研究；并利用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了表征。结果表明：当稳定化时间足够长时(如12h)，所制备的马铃薯淀粉基炭微球能够保持原淀粉的颗粒形态。这是由于在稳定化过程中，马铃薯淀粉中所含结晶水的失去导致了淀粉内微晶结构的破坏，使淀粉颗粒在进一步的炭化过程中不再发生微晶的熔融过程。
碳纳米管催化二硝酰胺铵燃烧和热分解
李晓东, 杨荣杰
2010, 25(06): 444-448.
摘要(2769) PDF(1430)
摘要:
通过燃速测定和热失重研究了碳纳米管（CNTs）、CNTs负载Fe2O3纳米粒子（Fe2O3/CNT）和CNTs负载Fe · Cu纳米粒子（Fe · Cu/CNT）对二硝酰胺铵（ADN）燃烧和热分解的影响。结果表明:CNTs、Fe2O3/CNT和Fe · Cu/CNT三种催化剂都可以提高ADN的燃速，降低压力指数。当这三种催化剂添加质量分数为3%时，在4MPa下，燃速从30.49mm/s分别增加到50.59mm/s、39.72mm/s和38.79mm/s，压力指数从0.81分别降低到0.36、0.67和0.75。TG分析表明，添加质量分数为1%催化剂时，这三种催化剂降低ADN的初始热分解温度分别为18.3℃、12.1℃和11.6℃。
生物活性竹炭的制备及其对溶液中喹啉的去除
朱力思, 黄正宏, 温东辉, 康飞宇
2010, 25(06): 449-453.
摘要(2268) PDF(1542)
摘要:
以自制活性竹炭( Activated Bamboo Charcoal，简称ABC )为基体，负载喹啉降解菌BC027制备了生物活性竹炭( Biological Activated Bamboo Charcoal，简称BABC )，并研究了BABC去除目标污染物——喹啉的性能。结果表明：喹啉降解菌可以负载到ABC表面，且生长状态良好。与ABC相比，BABC去除喹啉的过程可分为三个阶段，其中降解期微生物作用明显；BABC去除喹啉的能力和溶液中OD值的大小相关，基体吸附性能仅在吸附期起作用。BABC的处理容量大于ABC，使用寿命长于ABC。
阳极氧化对炭纤维电镀镍的影响
吕晓轩, 　吕春祥, 杨　禹, 周普查, 安　锋, 贺　福
2010, 25(06): 454-459.
摘要(2446) PDF(1522)
摘要:
采用阳极氧化法对炭纤维进行连续表面改性，并在其表面进行电镀镍处理，利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析和酸碱滴定等方法研究了炭纤维阳极氧化前后的物理化学结构及对炭纤维电镀镍镀层的影响。结果表明：经过阳极氧化处理后，炭纤维表面的总酸性官能团提高约10倍；炭纤维拉伸强度降低先慢后快；阳极氧化可以改善镀层的生长过程，使镍镀层的生长由(V-W)模式转变为(F-M)模式，并且促使镀层晶粒细晶化，Ni晶粒尺寸由14.5nm降为11.2nm，提高了镀镍炭纤维的抗氧化性以及镀层与炭纤维的结合力，阳极氧化后镀镍的炭纤维初始氧化温度较镀镍炭纤维提高了50℃。
气相氧化处理对沥青基球状活性炭表面化学及吸附性能的影响
刘朝军, 梁晓怿, 滕　娜, 刘小军, 龙东辉, 詹　亮, 张　睿, 杨俊和, 凌立成
2010, 25(06).
摘要(2996) PDF(1620)
摘要:
利用气相氧化处理对沥青基球状活性炭（PSAC）进行氧化改性，考察了氧化改性气氛中氧含量、氧化时间和氧化温度对PSAC表面化学性能的影响。用氮气吸附法表征了PSAC的孔结构,并研究了改性前后PSAC对苯酚吸附性能的变化规律。结果表明：改性前后PSAC的孔结构变化不明显；当氧化改性气氛中氧含量为20％，氧化时间为5h以及氧化温度分别为400℃和450℃时，沥青基球状活性炭的表面酸性官能团由0.11meq/g分别增加到1.22meq/g、1.60meq/g，碱性官能团由0.52meq/g分别减少到0.03meq/g、0.02meq/g；随着表面酸性官能团数量的逐渐增加，PSAC亲水性能逐渐增强，使得溶剂水对吸附位产生强烈的竞争吸附，最终导致PSAC对苯酚的吸附等温线由L型向S型转变。
以纳米SO2粒子为模板由不同炭前躯体制备中孔炭
唐志红, 何　星, 宋　燕, 刘　朗, 郭全贵, 杨俊和
2010, 25(06): 465-469. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60045-7
摘要(2842) PDF(1506)
摘要:
以纳米SO2粒子为模板，酚醛树脂、中间相沥青和聚丙烯腈为炭前躯体制备中孔炭。利用氮气吸附、元素分析和X-射线光电子能谱等分析了不同种类炭前躯体对中孔炭的影响。结果表明：在炭化温度和纳米粒子添加量相同的情况下，不同炭前躯体所制中孔炭的孔结构和表面化学性质不同。中间相沥青基中孔炭中微孔和中孔含量最少，酚醛基中孔炭中含有丰富的微孔和中孔，聚丙烯腈基中孔炭中含有大量的含氮官能团。
等离子体诱导接枝聚合修饰碳纳米管及其环氧树脂复合材料
贾润萍, 陶　丽, 滕　娜
2010, 25(06): 470-474.
摘要(2749) PDF(1475)
摘要:
以马来酸酐（MAH）为有机单体，通过等离子体诱导接枝聚合法修饰碳纳米管（CNTs），借助红外光谱、扫描电镜分析手段，对所得表面为聚合物膜修饰碳纳米管（p-CNTs）进行表征。将上述p-CNTs应用于环氧树脂（EP）固化体系，制备出p-CNT/EP纳米复合材料，研究了其对EP性能的影响。结果表明: 等离子体可诱导马来酸酐在CNTs表面接枝聚合成膜。利用包覆于CNTs表面的聚马来酸酐（PMAH）薄膜功能化修饰CNTs。合适含量的p-CNTs可显著提高环氧树脂的强度和韧性，使其高度强韧化。
浸渍处理对管式炭膜孔结构的影响
张永刚, 卢明超
2010, 25(06): 475-478. doi: 10.1016/S1872-5805(09)60046-9
摘要(2338) PDF(1437)
摘要:
为有效调整和控制管式炭膜（TCM）内表面的孔结构，采用浸渍法对管式炭膜进行处理，并通过调整浸渍液浓度和改变浸渍处理的次数分析浸渍对膜内孔径分布的影响。扫描电子显微镜（SEM）观察得知：浸渍处理能够有效修复管式炭膜表面上的孔缺陷。同时，浸渍前后样品的孔径分布数据揭示出管式炭膜的微孔尺寸随着浸渍液浓度和浸渍次数的增加而变小，且孔分布也随之变窄。说明通过调整浸渍条件可以实现管式炭膜孔径和孔结构的有效控制。
第九届海峡两岸炭材料会议在新竹清华大学举行
戴念华
2010, 25(06): 479-480.
摘要(1787) PDF(1588)
摘要:

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