新型炭材料

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王晓敏, 张伟花

2013, 28(5): 321-326.

摘要(1348)

PDF(2284)

摘要:
石墨烯衍生物是利用氧化石墨烯表面的含氧官能团进行化学修饰而形成的复合炭材料。在兼备石墨烯非凡的物理及化学性质基础上，石墨烯衍生物还具有优良的水溶性和生物相容性，从而拓展了石墨烯的应用领域。综述石墨烯衍生物在肿瘤治疗方面的研究进展，主要包括生物成像、纳米载药及光动力疗法，为其在生物医药领域的进一步应用提供了新方法和新思路。

通过pH值调控的氧化石墨烯片层尺寸、表面化学和电化学性质

吴　慧1, 　吕　伟1, 2, 　邵姣婧1, 　张　辰1, 　吴明铂3, 　李宝华2, 　杨全红1

2013, 28(5): 327-335. doi: 10.1016/S1872-5805(13)60085-2

摘要(1426)

PDF(1528)

摘要:
通过调节氧化石墨烯水溶胶的pH值，可以得到尺寸和表面化学性质可控的氧化石墨烯片层。由于氧化石墨烯片层上的羧基在酸性条件下质子化，而在碱性条件下部分被脱除，因此可以通过调控氧化石墨烯水溶胶的pH值对具有不同片层大小和官能团的氧化石墨烯进行筛选。研究发现，羧基的存在可提高氧化石墨烯的电化学活性，而且较大的片层也同样有利于电化学活性的提高。另外，氧化石墨烯对H₂O₂的检测具有较高的活性，因而在生物传感器上具有广阔的应用前景。

碳纳米管/氧化硅整体式复合材料的制备及其乙苯氧化脱氢性能

袁　华, 　刘洪阳, 　刁江勇, 　谷献模, 　苏党生

2013, 28(5): 336-341. doi: 10.1016/S1872-5805(13)60086-4

摘要(940)

PDF(1113)

摘要:
以商业的氧化硅球为载体，采用化学气相沉积的方法将碳纳米管均匀地固载在宏观氧化硅球表面，成功地制备出一种新型的碳纳米管/氧化硅整体式复合材料，并考察了该复合材料在乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应中的催化性能。与商业的粉末碳管相比，该复合材料能够有效地克服粉末碳管在固定床反应器中使用时产生的压力降。该整体式复合材料在乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应中，具有较高的稳定性和苯乙烯收率，在催化领域中具有潜在的应用价值。

基于碳纳米管无纺布的葡萄糖氧化酶生物传感器

朱　路, 　邓　橙, 　陈　平, 　游秀东, 　宿红波, 　苑英海, 　朱孟府

2013, 28(5): 342-348.

摘要(1334)

PDF(1153)

摘要:
以化学气相沉积法直接合成的碳纳米管无纺布作为电极材料，采用简单的包埋法，通过葡萄糖氧化酶和聚乙烯醇的水溶液固定葡萄糖氧化酶制备生物传感器。利用SEM、TEM和BET表征碳纳米管无纺布的内部形貌及孔径分布；利用双电测四探针测试仪和万用表测定碳纳米管无纺布的导电性能；利用拉伸仪测试碳纳米管无纺布的力学性能；利用电化学工作站测定生物传感器的电化学行为及电流响应信号。结果显示传感器的响应电流随葡萄糖浓度的增加呈线性变化，线性范围为2.5mmol/L ～30mmol/L，检出限为2.5mmol/L，响应时间约10s，经硝酸处理可进一步提高传感器的响应电流。基于碳纳米管无纺布的葡萄糖氧化酶生物传感器可实现对葡萄糖的有效检测。

孔隙率对炭材料电阻率的影响

孙天鸣1, 　董利民2, 　王　晨2, 　郭文利2, 　王　莉1, 　梁彤祥1

2013, 28(5): 349-354. doi: 10.1016/S1872-5805(13)60087-6

摘要(1346)

PDF(1143)

摘要:
依据经典流体力学理论，建立了真实密度和孔隙率对炭素材料电阻率影响规律的模型。模型计算结果表明，真实密度对炭素材料的电阻率影响较小，偏差小于3%；开孔气孔率对电阻的影响大于闭孔气孔率，开孔气孔率增加40%时电阻率增加了250%，而相同幅度闭孔气孔率的增加引起电阻率的增加值只有25%。模型计算结果与实测值偏差小于2%，表明模型具有较好的精度。

轴炭棒法制备高性能炭/炭复合材料喉衬织物

候　晓, 　程　文, 　陈　妮, 　周红英

2013, 28(5): 355-362. doi: 10.1016/S1872-5805(13)60088-8

摘要(1353)

PDF(1095)

摘要:
为适应高性能固体火箭发动机使用的苛刻条件，如高压和大流量，通过预成型设计和致密化过程改性，制备一种三维和四向炭纤维增强结构的新型炭/炭（C/C）复合材料。同时，探讨影响该喉衬材料关键性能的主要过程并进行性能评价。最后描述某些固体火箭发动机喷管的C/C复合材料的应用现状。结果表明，所制C/C复合材料具有优良的力学和热性能，其烧蚀率相当于整体毡预制体C/C复合材料织物，较径向炭棒法C/C复合材料织物低60%。

CO₂活化-碱液沸煮制备高介孔率的稻壳活性炭

李大伟, 　朱锡锋

2013, 28(5): 363-368.

摘要(1048)

PDF(1043)

摘要:
以CO₂活化-碱液沸煮新工艺制备高介孔率的稻壳活性炭，即先以CO₂活化，后用NaOH溶液沸煮；采用正交试验研究CO₂流量、CO₂活化时间、NaOH浓度、NaOH沸煮时间、液固比对活性炭碘值的影响，并优化制备条件；采用N₂吸脱附法表征活性炭；探讨孔隙发展机理。结果表明：采用CO₂活化-碱液沸煮工艺，可以在无机碱不必经历高温过程的情况下制得介孔率高达79%的稻壳活性炭，其比表面积、孔容积、产率分别达到899m²/g、 0.783cm³/g、 26.2%。

支撑炭膜制备过程中的缺陷形成与避免

Mohammad Mahdyarfar1, 2, 　Toraj Mohammadi1, 　Ali Mohajeri2

2013, 28(5): 369-377. doi: 10.1016/S1872-5805(13)60089-X

摘要(1026)

PDF(756)

摘要:
以酚醛树脂为前驱体在多孔石墨上制备了支撑炭膜。以树脂溶液涂覆支撑物表面，然后干燥、固化和炭化。涂膜-炭化的第一次循环不能有效地减小炭膜的缺陷。采用多次涂层、低冷却速率、低温和短时炭化（500℃, 10min），可同时降低一定程度的缺陷。因此炭膜的选择性能显著提高。

以四氯化钛和钛酸四丁酯为前驱体的 TiO₂/C杂化气凝胶光催化性能比较

邵　霞1, 2, 　陆文聪1, 　张　睿2, 　潘　峰2

2013, 28(5): 378-384.

摘要(1328)

PDF(1154)

摘要:
采用一步溶胶-凝胶法，以四氯化钛、钛酸四丁酯为钛基前驱体，间苯二酚、糠醛为有机相前驱物，制备出TiO^₂/有机杂化湿凝胶。湿凝胶经溶剂交换、超临界干燥、高温炭化等处理得到TiO^₂/C杂化气凝胶。利用X射线衍射、透射电子显微镜及N₂吸附-脱附等方法对气凝胶的晶型结构、微观形貌及孔结构分布进行表征。通过对亚甲基蓝的光催化降解考察样品的光催化性能。结果表明，钛源前驱体种类及其浓度对亚甲基蓝的光催化降解效率影响较大。相对于以钛酸四丁酯为钛源制备的TiO^₂/C杂化气凝胶，以四氯化钛为钛源制备的TiO^₂/C杂化气凝胶对亚甲基蓝的光催化效果更好。以四氯化钛为钛源，以TiO^₂计的钛源与碳源质量之比为0.38时所制样品具有最佳的性能，其最大平均孔径为7.8nm，最大介孔孔容为0.40cm³/g，180min对亚甲基蓝光催化降解率达99.6%。

天然石墨负极的氧化改性

赵　琢, 　贾晓川, 　李　晶, 　李秀平, 　张　园, 　王　华

2013, 28(5): 385-390.

摘要(978)

PDF(1240)

摘要:
针对天然石墨负极的脱嵌锂过程中体积效应和表面活性基团的不利影响，通过硫酸(98%)-双氧水(30%)(1∶1 v/v)氧化和900 ℃高温煅烧3 h处理制备石墨插层化合物中间体和适度膨胀的石墨样品以改善其倍率和循环寿命。结果表明，膨胀石墨样品石墨层剥离，平均晶粒尺寸从26.8 nm增大至35.2 nm；改性后的石墨样品其倍率性能和循环稳定性均得到明显改善，改性后第50周的容量保持率由45.7%提高到81.3%。

Copna树脂分子量对热处理过程中炭化产物微观组分和性质的影响

张金才1, 3, 　史景利1, 4, 　赵　云1, 2, 　郭全贵1, 　刘　朗1

2013, 28(5): 391-398.

摘要(1052)

PDF(1103)

摘要:
采用成熟的合成工艺制备出三种分子量大小分布不同的Copna树脂,经相同条件的固化、炭化和石墨化处理(900, 1500, 2200, 2600和3000℃, 2h)。用热分析仪对固化树脂进行测试；X射线衍射、氦气吸附真密度仪和粉体电阻率测试仪对树脂炭进行性能测试。结果表明Copna树脂的分子量大小和分布范围对固化树脂的热失重行为有重要影响；分子量越大，分布越窄，3000℃处理得到的树脂炭中石墨化组分越多；分子量越大，分布越宽，树脂炭的表观密度越高，孔含量越小。而树脂分子量对树脂炭的粉末电阻率的影响极小。

第十一届全国新型炭材料学术研讨会顺利召开

宋　燕1, 　刘佳斌2, 　刘燕珍2

2013, 28(5): 399-400.

摘要(1054)

PDF(1021)

摘要:
The 11^th National Symposium on New Carbon Materials was held in Taiyuan, Shanxi, P. R. China, hosted by the Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, during Aug. 16-20, 2013. About 300 attendees participated in the conference, and 142 papers were accepted for discussion, including plenary lectures, keynotes talks, oral presentations and poster presentations. The papers were classified into the following seven topics: carbon fibers and their composites, carbon-based composites, nanostructured carbons, porous carbons, intercalated and modified carbons，carbon materials for energy storage, carbon materials for health and environment protection. Research and development of carbon fibers and their composites, carbon-based composites, and porous carbons are quite active. Rapid progress has also been made on the energy storage applications of carbon materials and nanocarbons.

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