留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2017年  第32卷  第4期

  上一期 | 下一期 
Graphical Contents
2017, 32(4): .
摘要(228) PDF(404)
摘要:
一步硬模板法制备层次孔炭及其在锂硫电池中的应用
牛树章, 吴思达, 吕伟, 杨全红, 康飞宇
2017, 32(4): 289-296. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60123-9
摘要(468) PDF(602)
摘要:
采用一步硬模板法炭化酚醛树脂和葡萄糖酸镁制备得到具有大表面积和层次化结构的微孔-中孔炭材料（HMMC）。在炭化过程中，葡萄糖酸镁分解形成纳米氧化镁（MgO）可以作为硬模板。制备得到的HMMC具有高的比表面积（1 560 m2·g-1），大的孔容（2.6 cm3·g-1），可以实现较高硫的负载量，并可以提供硫体积膨胀的空间。此外，相互连通的孔结构和炭骨架也能够提供快速的电子和锂离子的传输通道。因此，与硫复合后得到的碳-硫杂化材料（HMMC-S）在0.3 C电流密度下，初始放电容量高达939 mAh·g-1，经150周循环后容量仍有731 mAh·g-1， 每周的容量损失率仅为0.15%。在较高的电流密度2 C下，其容量仍可达626 mAh·g-1，表现出优异的倍率性能和长循环稳定性。
富氮中空炭微球的制备及其用作锂硫电池的电化学性能
张永正, 丁立新, 詹亮, 王艳莉, 宋燕
2017, 32(4): 297-303.
摘要(480) PDF(540)
摘要:
分别以多巴胺和正硅酸乙酯为碳源和硅源，先采用一步法合成出球形C@SiO2复合材料，然后通过化学刻蚀制得一种表面积达875 m2·g-1、表面富含N原子的中空炭微球（N-HCS）。N-HCS独特的纳米结构可以有效地抑制硫在充放电过程中的体积膨胀和聚硫化物的穿梭效应，同时表面掺杂的氮能够提高活性物质的导电性，进而提高正极材料的循环稳定性和大倍率性能。结果表明，该碳/硫复合材料的在0.2 C电流密度下的首次放电容量达1 179 mAh·g-1；经100次反复充放电后，其放电容量仍可保持在540 mAh·g-1；具有较好的大电流倍率性能，在电流密度为1 C和2 C时，其可逆放电容量可分别稳定在343 mAh·g-1和247 mAh·g-1。
NaF-Si-C-RGO杂化材料的制备及电化学性能
李肖, 宋燕, 田晓冬, 王凯, 郭全贵, 刘朗, 陈成猛
2017, 32(4): 304-310.
摘要(409) PDF(423)
摘要:
采用NaF溶液为添加剂，热固性酚醛树脂和还原氧化石墨烯（RGO）为碳源，制备了NaF-Si-C-RGO杂化材料。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪、X射线衍射仪和拉曼分析仪等对其进行表征，并用作锂离子电池负极材料进行了相关电化学性能测试。NaF-Si-C-RGO杂化材料的循环稳定性和容量保持率均高于NaF-Si-RGO和Si-C-RGO杂化材料。因为硅纳米颗粒表面的无定形炭包覆层可以抑制SEI膜的不断形成；NaF中的Na+可以插入到氧化石墨烯片层中，不仅可以缓解氧化石墨烯片层的堆垛现象，还利于Si纳米颗粒在石墨烯片层中的分散，使更多的活性物发挥作用；F-的存在，一定程度抑制了电解液的分解，减少了HF的生成，这有利于维持电极结构的完整，从而保证了电极良好的循环稳定性。
锂电负极用SiO2@碳-石墨烯杂化材料的制备
尹令红, 吴明铂, 李彦鹏, 吴桂良, 王元坤, 王阳
2017, 32(4): 311-318. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60124-0
摘要(496) PDF(457)
摘要:
采用超声辅助的水热法及后续热处理法，将硅溶胶、蔗糖、氧化石墨烯自组装制备出具有优异电化学性能的SiO2@碳-石墨烯（SiO2@C-G）杂化物。结果表明：SiO2与蔗糖的质量比是影响SiO2@C-G杂化物电化学性能的重要因素。15-SiO2@C-G杂化物（SiO2与蔗糖的质量比为0.15），表现出较好的可逆储锂性能。电流密度为100 mA·g-1，首次放电比容量为906 mAh·g-1，循环216次后，该电极材料的放电比容量可保持在542 mAh·g-1。优异的循环稳定性及可逆容量归因于杂化物良好的导电性，SiO2颗粒较小的尺寸及均匀分布三者之间的协同效应。该文提出的方法有望为导电性差的金属氧化物基电极材料提供一种简单环保的制备策略。
基于硫酸为电解液的超级电容器木基活性炭电极材料的制备
Aleksandrs Volperts, Galina Dobele, Aivars Zhurinsh, Darya Vervikishko, Evgeny Shkolnikov, Jurijs Ozolinsh
2017, 32(4): 319-326. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60125-2
摘要(411) PDF(372)
摘要:
以NaOH为活化剂， 采用两步热化学过程制备出木基活性炭。将所制活性炭用作以硫酸为电解液的超级电容器电极材料。探讨了合成条件对活性炭孔结构和电化学性能。结果表明，在微孔中形成双电层电容，介孔和大孔则实现离子运输。在高的活化温度或高碱炭比下，材料被过度活化，导致高的介孔、大孔孔容，这增加了电解液的吸收，从而降低质量比电容。最佳的活性炭合成条件为，活化温度：600℃， 碱炭比：1.25。
多色荧光碳量子点的合成及不同链长度烃的功能化改性
Kayo Oliveira Vieira, Jefferson Bettini, Luiz Fernando Cappa de Oliveira, Jefferson Luis Ferrari, Marco Antonio Schiavon
2017, 32(4): 327-337. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60126-4
摘要(626) PDF(338)
摘要:
以多壁碳纳米管（MWCNTs）为原料，经肽键形成氨基功能化后合成出新型多色荧光碳量子点（CQDs）。所制CQDs由准球形石墨纳米晶体（平均尺寸为10 nm）包裹不同烃类，如丙胺、辛胺、十二胺和八乙胺得到的氨基。在CQDs表面引入氮原子和烃类对其荧光性能、量子产率和溶解性起重要影响。这种新型有机-溶解CQDs的荧光发射波长取决于激发波长。荧光量子产率根据CQDs表面上烃类取代物的链长而变化。
热处理温度对石墨烯/炭纳米复合纤维催化氧化NO性能的影响
郭泽宇, 黄正宏, 康飞宇
2017, 32(4): 338-343.
摘要(416) PDF(496)
摘要:
以聚丙烯腈（PAN）为碳前驱体，氧化石墨烯（GO）为添加物，通过静电纺丝技术制备了石墨烯/炭纳米复合纤维原丝，分别在900、1 000、1 100和1 200℃下氨气中炭化10 min，并在NH3中活化处理20 min得到多孔、N掺杂的石墨烯/炭纳米复合纤维。分别将4种样品用于室温下低浓度NO（50 ppm）的吸附和催化氧化研究。结果表明，复合纳米纤维对NO的催化氧化性能随着处理温度的升高而增强，在样品PGCNF1200达到最大转化率（49.7%），而对NO和NO2的吸附能力则强烈的依赖于纤维比表面积的大小。此外，经NH3活化处理后可以在纤维表面引入含氮官能团，可以和作为催化活性位点的GO共同对室温下NO的催化氧化起到促进作用。
LB膜法制备氧化石墨烯-银微米线复合透明抗菌性薄膜
师利芳, 刘君哲, 杨俊和, 蔡玲斐, 史丽云, 邱汉迅
2017, 32(4): 344-351. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60127-6
摘要(465) PDF(379)
摘要:
采用聚乙烯吡咯烷酮和十六烷硫醇对银微米线进行双亲性处理，得到具有双亲性能的银微米线，并采用LB膜法将氧化石墨烯和改性后的银微米线依次沉积在石英基底上，制备氧化石墨烯-银微米线复合薄膜。氧化石墨烯提高了银纳米线的粘附性能，并为银微米线释放具有抗菌性能的银离子提供了弱酸性环境，在两种材料的协同作用下，复合薄膜表现出透明度高、抗大肠杆菌性能好的特点。该工作将为新一代多功能透明、抗菌性薄膜的制备提供新思路。
磺化石墨烯对树脂基炭刷载流磨损性能的影响
冯鹏洋, 涂川俊, 陈查坤, 韦巩, 顾志平
2017, 32(4): 352-357.
摘要(366) PDF(350)
摘要:
以磺化石墨烯共混包覆的天然鳞片石墨粉为导电填料，改性酚醛树脂作为粘结剂，采用分步分散、热轧片、二次造粒等工艺制得新型树脂基炭刷材料。采用Z1E-QC8-110石材切割机测试其载流磨损性能，利用XRD、SEM、EDS、TEM等表征手段对磺化石墨烯改性前后的鳞片石墨粉及其炭刷制品的磨损面进行微观结构分析。结果表明，经磺化石墨烯改性的鳞片石墨粉呈现出"搭接桥联"状态，且其制成的炭刷材料的磨痕区域呈现"互联粘附"状态。在同为220 V的加载电压下，含磺化石墨烯的炭刷载流磨损率为2.06×10-7mg·N-1·m-1，约是未含磺化石墨烯炭刷的31.3%，其抗磨性明显优于后者。树脂基炭刷/铜的磨损机理主要是电侵蚀磨损、氧化磨损和粘着磨损的交互作用。
整体型多孔炭的制备及其对苯和甲苯吸/脱附行为研究
王梅, 贾献峰, 马成, 王际童, 宋振超, 龙东辉, 乔文明, 凌立成
2017, 32(4): 358-364.
摘要(409) PDF(429)
摘要:
以酚醛树脂溶液为前驱体，预氧化聚丙烯腈纤维毡为增强体，通过溶胶-凝胶反应、常压干燥、炭化、CO2活化等工艺制备出高强度、高比表面积的整体型多孔炭。通过SEM、TEM和N2吸/脱附表征该材料的微观结构及孔结构参数，并采用重量法测得材料对两种典型VOCs（苯和甲苯）的吸/脱附性能。结果表明，所制整体型多孔炭具有典型的纤维增强气凝胶的结构，活化后样品（ACM-3）比表面积可高达1 872 m2/g，孔容为0.97 cm3/g，该样品对50 ppm苯的吸附量为117 mg/g，对甲苯的吸附量可高达287 mg/g，且对苯和甲苯都具有最快的吸/脱附动力学。采用三种方程对吸附等温线进行拟合，基于微孔填充机理的DR方程对实验结果的关联度最好。此外，整体型多孔炭还具有长期循环使用的稳定性，是一种具有潜在应用价值的室内空气净化材料。
固体火箭发动机实验条件下基于拉瓦尔喷管变流道参数的4D编织C/C复合材料烧蚀性能
惠卫华, 鲍福廷, 魏祥庚, 刘旸
2017, 32(4): 365-373. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60128-8
摘要(633) PDF(410)
摘要:
固体火箭发动机实验条件下，对4D编织C/C复合材料变参数流道拉瓦尔喷管进行了烧蚀特性研究。针对变流道喷管变化的烧蚀角度，分析了材料的烧蚀机理。结果表明，由于变流道的原因，从收敛段到喉部烧蚀逐渐加剧，在收敛段与喉部过渡段45°烧蚀角出烧蚀最为严重，烧蚀角越大，烧蚀越严重。之后，烧蚀程度明显逐渐减小。烧蚀率沿着变流道喷管轴向逐渐改变，最大烧蚀率是0.056 mm/s，最大质量烧蚀率是0.157 kg/m2·s。并且，轴向纤维、径向纤维到环向纤维，烧蚀尖角逐渐增大。烧蚀特性与粒子速度、粒子撞击角度、粒子浓度、壁面剪切力等因素相关。在热化学烧蚀和机械剥蚀共同作用下，变流道是不同烧蚀行为的主要影响因素。
高电催化活性染敏电池对电极CNT/TiO2-xNx材料的制备
于畅, 崔丹, 刘成婧, 孟祥桐, 刘志强, 邱介山
2017, 32(4): 374-379.
摘要(398) PDF(418)
摘要:
以钛酸异丙酯为钛源，CNTs为载体，结合水热和高温NH3处理技术成功制备了CNT/TiO2-xNx复合物，并研究了其作为染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极材料的电催化性能。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和循环伏安等表征手段对CNT/TiO2-xNx复合物的形貌、结构和电化学性能进行表征。结果表明：直径30~50 nm 的CNTs和直径为3~8 nm的TiO2-xNx纳米线相互交联形成了三维的网状结构，这一结构有利于增大复合物与电解液的接触面积。复合物融合了N掺杂TiO2的高电催化活性和CNTs的高导电性的优势使得复合物的光电效率高达7.16%，与贵金属催化剂Pt相当，有望成为DSSC对电极材料理想替代材料之一。
离子液体制备氮掺杂石墨化炭纳米囊及其CO2捕获性能
刘磊, 杜娟, 张艺馨, 刘梦, 于奕峰, 陈爱兵
2017, 32(4): 380-384. doi: 10.1016/S1872-5805(17)60129-X
摘要(348) PDF(403)
摘要:
利用离子液体为碳源，K3[Fe（CN）6]为催化剂成功制备了氮掺杂石墨化炭纳米囊。K3[Fe（CN）6]作为温和的催化剂可以使碳源石墨化并产生中空结构。产物是具有类胶囊结构的石墨化炭，其壳壁厚度和直径分别为6 nm和50 nm。SiO2纳米球的引入为产物提供了均一的介孔并提高了产物的比表面积。其比表面积从100.4提高到865.7 m2·g-1。高的比表面积为氮掺杂炭纳米囊对于CO2吸附提供了有利的条件。

地　　址： 山西省太原市迎泽区桃园南路27号邮政编码：030001

电话/传真：0351-2025254

电子邮件： tcl@sxicc.ac.cn

版权所有 © 《新型炭材料（中英文）》编辑部 本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发   百度统计