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2011年  第26卷  第6期

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热化学气相沉积法在硅纳米丝上合成碳纳米管
李世鸿, 张永平, 李丽英
2011, 26(6): 401-407. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60090-5
摘要(1738) PDF(1451)
摘要:
利用热化学气相沉积法在负载不同厚度催化剂的硅纳米丝(SiNW)表面生长碳纳米管(CNTs)，探讨了生长条件对所合成SiNW-CNT的结构和场发射特性的影响。这种类似树状的三维结构具有较高碳纳米管表面密度及降低的电场筛除效应等潜在优势。使用拉曼光谱(Raman)、电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量扩散分光仪(EDS)分析了碳纳米管的结构性质，并在高真空下施加电场测得碳纳米管的场发射特性。结果表明：随硅纳米丝上负载催化剂镍膜厚度的变化，所合成碳纳米管的表面特性、结晶结构及功函数改变，导致电子发射难易程度的改变，进一步影响碳纳米管的场发射特性。
单壁碳纳米管的力学性能、断裂和屈服行为与其几何形貌的关系
K. Talukdar, R. Agrawala, A. K. Mitra
2011, 26(6): 408-416. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60091-7
摘要(1907) PDF(1341)
摘要:
采用分子动力学模拟研究了单壁碳纳米管的力学特性与其长度、直径及手性的关系。在施加拉伸或压缩载荷时，不同直径的单壁碳纳米管表现出明确的力学性能变化。锯齿型和扶手椅型碳纳米管的拉伸性能与其长度无关，而对于手性碳纳米管来说则稍有变化。所有类型碳纳米管的压缩特性，主要是刚度和临界压应力均随碳纳米管长度的变化而改变。断裂模式因结构不同而异，屈服过程产生纽结、波浪状结构、柱状屈曲、弯曲和扭曲等。
纳米级Au/C催化剂的制备及其DBFC单池性能
杨子芹, 赵鹏程, 谢自立
2011, 26(6): 417-421.
摘要(1867) PDF(1104)
摘要:
采用金溶胶负载法分别在CNTs、Vxc-72R炭黑和ECP 600JD科琴炭黑上负载了平均粒径约为5.0nm且尺寸分布均匀的纳米金颗粒，考察了酸处理对炭载体的影响及不同Au/C催化剂对BH4-电催化活性的影响。结果显示：经过酸处理三种炭载体的表面亲水性提高，其中CNTs的BET比表面积提高，而Vxc-72R和ECP 600JD的BET比表面积降低。炭载体负载纳米Au的能力与其BET比表面积密切相关。对炭载体进行酸处理可大幅度提高Au/C催化剂对BH4-的电催化性能，其中金负载在经酸处理的ECP 600JD炭黑上显示出最佳的电催化性能。
热模压石墨生坯焙烧过程中的膨胀机理
张　灿, 路贵民, 于建国
2011, 26(6): 422-427.
摘要(1765) PDF(1244)
摘要:
控制生坯在焙烧过程中的体积膨胀是制备优良性能石墨的关键因素。 通过采用不同温度成型，研究了它们在焙烧过程中的膨胀机理。 结果表明：170℃模压成型生坯在焙烧过程中的膨胀现象符合“气压”膨胀机理，生坯气体渗透性差，在沥青高温分解过程中易引起凸起、裂纹等表面形变，通过降低焙烧升温速率可以抑制焙烧过程中产生的膨胀；而135℃模压成型生坯，在焙烧过程中膨胀现象符合残余应力松弛-“气压”膨胀复合机理，气体渗透性比170℃制备的生坯好，膨胀主要发生在沥青软化阶段，采用适当的成型压力和较低焙烧升温速率可以提高焙烧品性能。
炭化过程中的磁场作用对针状焦结构及导电性能的影响
孙　权, 王保成, 张怀平, 李香兰, 白英彬
2011, 26(6): 429-434.
摘要(1698) PDF(1082)
摘要:
以中温煤沥青为原料，在载磁压力反应釜中进行热缩聚炭化合成针状焦；采用在线电阻测量法测定针状焦形成过程中磁场对电导的影响规律；通过偏光显微镜及X射线衍射仪对产物的形貌和组织结构进行表征。结果表明: 外加磁场对于改善针状焦微结构具有显著的作用，并能有效提高针状焦的电导特性，减小制备过程对温度的依赖性；适宜的压力有利于热缩聚反应的进行，提高成焦的收率；磁场还可以通过塞曼效应对自由基产生影响，提高自由基有效利用率，加快聚合反应速率；在磁场与压力的协同作用下，针状焦的石墨化性能也获得大幅度提升。
竹炭为模板高温法制备SiC纳微米棒
刘　冬, 余　雁, 张求慧, 田根林, 程海涛
2011, 26(6): 435-440.
摘要(1617) PDF(1046)
摘要:
以毛竹炭化物作为模板，通过浸渍正硅酸乙酯溶胶，在氩气保护下经1450℃高温煅烧制得纳微米棒。场发射电镜的高分辨观察表明：竹炭导管内生长的纳微米棒呈六边形片层结构叠加形成的竹节状，直径100nm～500nm，长度达30μm以上。X射线能谱分析及X射线衍射确认该纳微米棒的主要物质组成为碳化硅。研究表明：竹炭内部导管是生长纳微米棒的理想场所，竹炭的溶胶增重率影响碳化硅纳微米棒的形态和产量。竹材是大规模制备碳化物纳微米棒的优良生物模板原料。
预氧化时间对中空多孔炭纤维介电常数的影响
谢　炜, 陈朝辉, 程海峰, 楚增勇, 匡加才
2011, 26(6): 441-445.
摘要(1673) PDF(1070)
摘要:
以中空多孔聚丙烯腈(polyacrylonitrile, PAN)原丝为原料，通过预氧化和炭化工艺制备了中空多孔炭纤维(Hollow-porous carbon fibres, HPCFs)。研究了预氧化时间对其微观结构、元素组成、电导率和介电常数的影响。结果表明：预氧化时间对所获HPCFs微观结构的影响不大；HPCFs的碳含量随预氧化时间增加而减少，而氮含量则随预氧化时间增加而增加。随着预氧化时间增加，所得HPCFs电导率和介电常数依次降低。预氧化时间60min、炭化温度800℃条件下所制HPCFs在2GHz处的介电常数实部和虚部分别为17.20 和11.90，对应的电导率为564.50Ω-1 · m-1。可通过热处理工艺调节HPCFs的电导率和介电常数。
硅/天然石墨/沥青炭复合材料的合成及其电化学性能
李明齐, 向卫民, 任兆刚, 王　静
2011, 26(6): 446-452.
摘要(1788) PDF(1144)
摘要:
以纳米硅（Si）、天然石墨（NG）和高软化点沥青为前驱体，通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的硅/天然石墨/沥青炭（Si-NG/PC）复合材料。考察了球磨时间、球磨速率和物料比等因素对制备材料的组成、结构及其作为锂离子电池阳极电化学性能的影响。结果表明：最佳球磨速率为300r/min，最适宜的球磨时间为21h。所制Si-NG/PC复合材料的循环性能随PC含量的增加而提高，但其比容量却随PC含量的增加迅速降低，PC的最佳质量分数为30%。同时，Si-NG/PC复合材料的比容量随Si含量的增加而增大，为获得好的循环性能，纳米Si质量分数应低于35%。在优化条件下制备的Si-NG/PC复合材料在50个循环中表现出高的比容量和优异的循环性能。
中间相炭微球/活性炭复合材料的电化学行为
杨　娟, 周向阳, 娄世菊
2011, 26(6): 453-458.
摘要(1560) PDF(1029)
摘要:
以中间相炭微球（CMS）为核心材料, 沥青为壳层材料前躯体, 采用原位生成法制备了中间相炭微球/活性炭（AC）复合材料。将所制CMS/AC复合材料作为超级电容电池的负极材料，组装了模拟电容器和锂离子半电池。采用扫描电镜和X-射线衍射仪分析了材料的物理结构, 并研究了CMS/AC复合材料的电化学行为进行研究。结果表明：CMS/AC复合负极材料在六氟磷锂/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯（LiPF6/EC+DMC）与四氟硼酸四乙基铵/乙腈（Et4NBF4/AN）电解液中均表现出良好的电化学性能， 其比电容在模拟电容器中达到25.8F/g，在锂离子半电池中能达到306.6mAh/g (0.2C)；同时表现出良好的倍率性能和循环性能。
膨胀石墨电极用于电化学氧化降解甲基橙模拟废水
孔　泳, 王志良, 王　彧, 袁　甲, 陈智栋
2011, 26(6): 459-464. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60092-9
摘要(1998) PDF(1338)
摘要:
采用具有优良导电能力的膨胀石墨（EG）作为阳极材料，通过电化学氧化降解甲基橙模拟废水。当废水pH 值为2.0，电流密度为13mA · cm-2，电解质浓度为0.1mol · dm-3，电解时间为20min 时，甲基橙模拟废水的脱色率达到98.6，COD 去除率为58.5。该降解过程基于化学吸附和电化学氧化，亦即，甲基橙分子首先通过EG表面的—OH键吸附在EG表面，然后通过电化学氧化降解。结果表明：EG是一种处理染料废水的优良材料。
利用硝酸-27S制备高倍可膨胀石墨
陈雅萍, 罗瑞盈, 李舒艳, 张　剑, 李　辉, 王煊军, 张江松
2011, 26(6): 465-469.
摘要(1847) PDF(1306)
摘要:
以报废液体推进剂硝酸-27S、鳞片石墨、高锰酸钾、硫酸和冰醋酸为原料，采用化学氧化法制备高倍可膨胀石墨。考察了高锰酸钾、硝酸-27S(水吸收液)、冰醋酸用量等因素对可膨胀石墨膨胀容积的影响；通过正交实验确定最佳工艺；采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射（XRD）对可膨胀石墨进行表征。结果表明：最佳工艺为鳞片石墨（g）∶高锰酸钾（g）∶硝酸-27S(水吸收液)（mL）∶硫酸（mL）∶冰醋酸（mL）=1∶1∶1.25∶1.25∶2，于40℃下反应90min，所获可膨胀石墨的最大膨胀容积为320mL · g-1；对膨胀容积影响最大的因素为KMnO4用量；SEM和XRD证实了石墨层间化合物的存在。
活性炭表面含氧基团与其液相吸附脱氮性能的关系
李　娜, Masoud Almarri, 马筱良, 査庆芳
2011, 26(6): 470-478. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60093-0
摘要(1957) PDF(1145)
摘要:
选用12种物化学性质不同的活性炭，利用TPD对活性炭表面含氧基团的种类和浓度进行考察，使用质谱仪定量分析其含氧基团在不同温度下分解产生的CO2和CO，并通过曲线分峰测定含氧基团的种类和浓度。同时研究了这些活性炭分别对葵烷中的喹啉和吲哚的吸附行为。研究发现：活性炭的吸附符合Langmuir吸附热力学。根据吸附过程中的最大吸附量和吸附常数测定结果，使用多元线性回归方法，对活性炭表面含氧基团种类和浓度与吸附量间的关系进行了关联，建立了含氧基团与吸附量间的定量关系。研究结果表明：活性炭物理性质对其在葵烷吸附脱氮中没有明显影响，而含氧官能团，特别是含羧基的环氧官能团对其脱氮性能起关键性的作用。
第十届全国新型炭材料学术研讨会顺利召开
宋　燕, 李宝华, 陈玉琴
2011, 26(6): 479-480.
摘要(1414) PDF(1107)
摘要:

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