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2013年  第28卷  第4期

介孔炭材料及介孔炭/氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附
刘献斌1,  谢欣欣1,  燕 红1,  孙晓君1| 孙 艳2
2013, 28(4).
摘要(1600) PDF(2466)
摘要:
介孔炭材料与活性炭相比具有较大的孔体积和孔径,高的比表面积以及规则的孔道结构,而介孔炭/氧化硅复合材料兼顾了活性炭与介孔材料的优点,因此在吸附大分子有机污染物方面有很好的应用前景。笔者综述了近年来介孔炭,负载/修饰后的介孔炭,介孔炭/氧化硅复合材料的制备和最新研究进展。在制备方面,根据其制备机理的不同可分为硬模板法和软模板法,制备出有序的介孔炭与介孔炭/氧化硅复合材料。在应用方面,重点介绍了介孔炭材料和介孔炭/氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附性能。进而对介孔炭/氧化硅复合材料在吸附方面的应用进行了展望。
表面活性剂改性的大孔径介孔炭对电极染料敏化太阳电池
徐顺建1| 罗玉峰1, 2| 钟 炜1| 肖宗湖1
2013, 28(4). doi: 10.1016/S1872-5805(13)60079-7
摘要(1461) PDF(1630)
摘要:
以大孔径的介孔炭(MC)为催化层材料经低温热处理构建出炭对电极,着重探讨了在炭浆料中添加Triton X100对其组装的染料敏化太阳电池(DSCs)光电性能的影响,并引入分形维数(DF)用于定量评估炭膜形貌的差异。结果表明,当炭浆料中Triton X100的含量增加到 0.1 mL(相应MC含量为0.6 g)时,DSCs的光电转换效率增加至5.65%,其值比活性炭对电极DSCs高46.5%,且达到Pt对电极DSCs的95.4%。Triton X100改性的介孔炭对电极的高性能归功于高品质的炭膜和介孔炭本身合理的孔结构(如大尺寸孔径和大比表面积等)。相对于未添加Triton X100的纯介孔炭对电极,Triton X100改性的介孔炭对电极具有分布更均匀的炭膜和更小的分形维数,是对电极欧姆串阻减小及相应器件效率改善的一个重要因素。
HClO4氧化对石油焦基活性炭超级电容器性能的影响
邓梅根,  王仁清
2013, 28(4). doi: 10.1016/S1872-5805(13)60080-3
摘要(1339) PDF(1417)
摘要:
采用HClO4对石油焦进行氧化改性,按照碱碳比为3∶1的比例将改性石油焦活化成活性炭, 产物标记为OAC-3。 作为对比,按照碱碳比4∶1将石油焦活化成活性炭,产物标记为AC-4。采用XRD、I2吸附、N2吸附和循环伏安研究HClO4氧化对石油焦结构和产物活性炭性能的影响。结果表明,HClO4氧化将石油焦石墨微晶d(002)晶面层间距由0.344nm提高到0.353nm,同时将晶粒粒径由2.34nm减小到1.75nm。AC-4和OAC-3的比表面积分别为2 929和3 058m2/g,在0.5mV/s的扫描速率下,其比电容分别为361.3和392.7F/g;基于OAC-3的超级电容器具有更好的功率特性。
含氮多孔炭的制备及其在二氧化碳吸附中的应用
钱 旦| 郝广平| 李文翠
2013, 28(4).
摘要(1517) PDF(1734)
摘要:
以甲醛(F)和间苯二酚(R)为炭源,赖氨酸为催化剂,采用快速溶胶凝胶法所制含氮多孔炭(RFL)对CO2具有较高的吸附能力;为增加RFL的氮含量,引入适量的三聚氰胺(M),制得的多孔炭(RFLM)含N量增加,比表面积和孔体积也有所增加;在合成体系中进一步引入谷氨酸(G),可使聚合反应速率得到控制,且多孔炭(RFLMG)的织构性质也得到进一步优化。RFLM和RFLMG对CO2的吸附能力较RFL弱,说明多孔炭的含N量与其对CO2的吸附能力没有明确的线性关系,而含氮官能团的存在形式会影响多孔炭对CO2的吸附能力。
碳相及相关纳米结构的分类
Evgeny A Belenkov,  Vladimir A Greshnyakov
2013, 28(4). doi: 10.1016/S1872-5805(13)60081-5
摘要(1441) PDF(1688)
摘要:
介绍了一种基于材料中的化学键和原子的近邻原子数基础上的碳相及其相关纳米结构的分类新方法。该分类方法不仅可以描述已有碳结构,还可用于预测新的碳物相和结构。通过连接、原子叠加、以及已有结构转变可以获得新结构。使用这种方法可以用来预测金刚石晶系,发现了由原子放置在的等同位置处的30种类金刚石结构,其中18种结构为首次预测所得。
喷雾热解法在硅衬底上生长定向碳纳米管阵列
V S Angulakshmi1,  K Rajasekar2,  C Sathiskumar3,  S Karthikeyan3
2013, 28(4). doi: 10.1016/S1872-5805(13)60082-7
摘要(1373) PDF(1288)
摘要:
以向日葵油的甲基酯为碳源,二茂铁为催化剂前驱体,Ar为载气,通过喷雾热解法在硅衬底上合成定向碳纳米管阵列。结果表明,在硅衬底上原位形成Fe催化剂纳米颗粒。由拉曼光谱、透射电镜图和X-射线衍射谱图显示所制定向碳纳米管阵列具有较好的石墨化程度,其直径为10~30nm, 管壁约为10nm。所制定向碳纳米管阵列中残留的催化剂含量可以忽略。
CNT-TiO2复合物的制备及其乳液催化苯甲醇选择氧化
樊丽曼| 于 畅| 杨 卷| 段江波| 邱介山
2013, 28(4).
摘要(1422) PDF(1487)
摘要:
以CNTs为基质,钛酸异丙酯为钛源,采用水热法制备CNT-TiO2复合物。采用扫描电子显微镜和X射线衍射等技术手段研究CNT-TiO2复合物的形貌和晶型结构特征,通过光学显微镜等技术手段研究TiO2、CNT-TiO2固体纳米颗粒形成的乳液体系的特征。以苯甲醇选择氧化制备苯甲醛为探针反应,研究浸渍法所制负载型钌基TiO2、CNT-TiO2乳液催化剂的催化反应性能,催化剂载体的乳化能力与其催化性能之间的规律性关系。结果发现:CNT-TiO2复合物的乳化能力强于TiO2颗粒,易形成乳液体积大及乳滴分布均匀的乳液体系;负载型Ru/CNT-TiO2催化剂的催化活性高于Ru/TiO2;催化剂载体的乳化能力与其催化活性密切相关,载体的乳化能力越强催化活性越高;CNT-TiO2复合物在苯甲醇选择氧化反应体系中起到了催化剂载体和固体乳化剂的双重作用。
超疏水叠杯状碳纳米管薄膜的制备
李世胜,  侯鹏翔,  刘 畅
2013, 28(4). doi: 10.1016/S1872-5805(13)60083-9
摘要(1307) PDF(1352)
摘要:
采用化学气相沉积法制备了高纯度的叠杯状碳纳米管薄膜。生长15min后,薄膜厚度可达~300μm。热重分析表明薄膜的纯度高达99.9%。透射电镜表征表明碳纳米管中石墨烯片层与轴向存在一定偏角呈叠杯状排列,其直径为80nm~230nm。通过对催化剂与叠杯状碳纳米管的结构分析,提出其根部生长机制。该叠杯状碳纳米管薄膜易于转移且具有良好的柔性。疏水性测试表明其具有超疏水表面,接触角约为155°,因而有望作为防水和自清洁保护层。
软硬混编预制体增强沥青基4D-C/C材料的拉伸破坏行为
吴小军1| 乔生儒1| 程 文2| 邹 武2 | 崔 红2 | 王坤杰2
2013, 28(4).
摘要(1612) PDF(1653)
摘要:
以X-Y平面依次铺设炭纤维束、Z向穿插炭棒的4D软硬混编为预制体,采用沥青液相常压、高压浸渍/炭化-石墨化循环致密工艺制备4D-C/C复合材料。通过该材料Z向(炭棒方向)的拉伸实验,测定其拉伸性能和力学行为,并采用SEM分析试样表面及断口形貌。结果表明:宏观上拉伸试样以炭棒整体拔出的形式破坏;细观尺度上,试样表面形成了与载荷方向垂直的贯穿性裂纹,裂纹以2mm左右的距离呈等间距分布;材料进一步的破坏过程中,基体裂纹在X-Y向纤维束中呈线性扩展,快速分割了基体材料,使4D-C/C复合材料的拉伸破坏演变为1D-C/C复合材料的破坏模式,由于炭棒与基体炭界面结合弱,炭棒以拔出方式失效和破坏。
碳量子点的制备及与牛血清蛋白的相互作用
吕 华| 单晓辉,  陈 娇| 蒋瑀涵| 陈建秋| 严拯宇
2013, 28(4).
摘要(1676) PDF(2166)
摘要:
以木炭为碳源,分别采用回流、微波及超声等不同方法制备碳量子点(Carbon quantum dots, CQDs)。比较不同方法的优劣并优化反应条件、考察不同因素对其荧光量子产率的影响。得到最佳制备方法,制得粒径较小的荧光CQDs,用钝化剂PEG2000修饰后,提高其荧光寿命和量子产率。将修饰后的CQDs应用于与牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)的相互作用,采用紫外吸收光谱法和荧光光谱法探讨其相互作用机理。结果表明,经回流法所制CQDs的荧光量子产率最高,其与BSA之间的荧光猝灭为静态猝灭过程。
纳米TiO2/炭黑改性PET织物及其导电与光活性的表征
A Ebrahimbeiki Chimeh1,  M Montazer2,  A Rashidi1
2013, 28(4). doi: 10.1016/S1872-5805(13)60084-0
摘要(1277) PDF(1456)
摘要:
对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物进行碱性水解预处理。通过浸渍法以十二烷基硫酸钠作为分散剂在原始的和经预处理的PET中加入纳米炭黑(CB1515和CB156),纳米二氧化钛(NTO)-NCBs (CB1515 或 CB156)混合物。以柠檬酸(CA)和次磷酸钠(SHP)分别为交联剂和催化剂,分别在预处理前后的PETs中加入NTO+CB1515和 NTO+CB156作对比研究。结果表明,CB156比CB1515更能有效地降低样品的电阻率。加入NTO后,由原始PET所制样品比预处理PET所制样品具有更低的电阻率。然而,这与不加NTO所制样品结果相反。通过增加添加量和改善NCBs 和NTO在织物中的分散均匀性,采用CA和SHP可明显降低样品的电阻率。发现NCBs与NTO的协同效应可提高预处理织物的紫外吸收。由原始PET中加入NCB和NTO所制样品比预处理的PET对亚甲基蓝降解具有更高活性。通过添加NTO 或 CA-SHP可提高活性,前者比后者更有效。