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2009年  第24卷  第04期

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内包金属富勒烯C66-C84团簇的结构特征
许并社, 张竹霞, 刘光焕, 刘旭光
2009, 24(04): 289-300. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60052-9
摘要(1880) PDF(1678)
摘要:
从富勒烯笼五六元环的分布情况评述了内包单金属、双金属、三金属以及三金属氮化物(M3N)和碳化物(M2C2)富勒烯C66~C84团簇的结构特征。富勒烯满足五元环最大分离规则，内包不同类型的金属团簇不仅改变了笼的稳定性顺序，也使C66、C68、C70、C72、C74、C78和C84的部分异构体违背五元环最大分离规则 。
氨化碳纳米管接枝生物分子（蛋白质和DNA）
Kalpana Awasthi, D.P. Singh, Sunil Singh, D. Dash, O.N. Srivastava
2009, 24(04): 301-306. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60053-0
摘要(1897) PDF(1987)
摘要:
报告－种氨基功能化处理的多壁碳纳米管（f-MWCNTs）用于生物分子〔如牛血浆蛋白素（BSA）蛋白质及脱氧核醣核酸（DNA）〕的接枝处理高效方法。以苯—二茂铁喷入氩氛炉于～850 ℃裂解制得MWCNTs,，而后向纳米管表面导入羧基化合物，再以氨基基团对MWCNTs,进行功能化处理。该过程包括：乙二胺与羧基基团直接结合，经酰胺化引入胺基基团。对制得的MWCNTs、 f-MWCNTs以及由BSA蛋白质和DNA接枝的氨化f-MWCNTs等样品，采用SEM、TEM、FTIR进行表征。结果表明：生物分子（BSA蛋白质和DNA）接枝于氨化的f-MWCNTs。
Fe-Mo/Al2O3催化剂催化分解甲烷制备碳纳米管：温度对碳管结构的影响
宋金玲, 王 丽, 冯守爱, 赵江红, 朱珍平
2009, 24(04): 307-313. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60054-2
摘要(2977) PDF(1577)
摘要:
利用化学气相沉积法,以Fe-Mo/Al2O3为催化剂,催化分解甲烷气体制备碳纳米管（CNTs）。研究了温度，反应时间和气体流速对碳纳米管结构的影响。结果显示:温度是影响碳纳米管壁厚的关键参数。低温导致壁厚为2 nm~7 nm的多壁碳纳米管（MWCNTs）的生成。相对地，高温有利于双壁碳纳米管（DWCNTs）的生长，而更高的温度促使单壁碳纳米管（SWCNTs）的产生。进一步升高温度，得到了壁厚为3 nm~15 nm的MWCNTs和大的炭颗粒。
聚偏二氯乙烯基炭用作高功率EDLC电极材料
时志强, 钱庆利, 王成扬, 张抒峰, 袁国卿, 王 亮
2009, 24(04): 314-320.
摘要(2030) PDF(1271)
摘要:
在600℃～1100℃对聚偏二氯乙烯（PVDC）树脂仅进行炭化处理，制备了一系列PVDC基活性炭。由TG、XRD和N2吸附等温线(77 K)分别测定了PVDC基炭经历的热解过程与其晶型、比表面积和孔结构；采用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电考察了它们在质量分数30%的 KOH水溶液中的电容特性。结果表明：PVDC基炭属于无定形碳，其大的比表面积（874.5m2/g～969.2m2/g）和丰富的微孔在固相炭化过程中形成；PVDC基炭具有适于双电层形成的优异孔径分布、高的质量比电容和面积比电容；900℃炭化的PVDC基炭具有最高的比电容值和良好的功率特性，50mA/g电流密度时的放电比电容达256.9F/g，5000mA/g电流密度时的放电比电容保持率达76.5%；提高炭化温度可提高PVDC基炭的电导率，降低电解质离子在孔内的扩散阻抗，改善双电层电容器的功率性能。
加热条件对炭泡沫材料孔结构和性能的影响
王永刚, 闵振华, 曹 敏, 许德平
2009, 24(04): 321-326. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60055-4
摘要(1905) PDF(1565)
摘要:
以AR沥青为原料，利用高压釜在不同恒温条件下制备了炭泡沫，并测定了其孔结构、体积密度、显气孔率、压缩强度、常温热导率以及微晶参数。结果表明：相对于短恒温时间，长恒温时间制得的炭泡沫孔径大（412nm）、显气孔率高（83.82%）、体积密度小（0.34g/cm3）、压缩强度高（4.92MPa），多孔连通结构更丰富。经过石墨化处理后，石墨泡沫呈现出较高的常温热导率（71.34W/（m · K））和较小的层片间距d002（0.33556nm）。石墨泡沫的常温比导热率能达到210(W · (m · K)-1) /(g · cm-3)，是铜的5倍，铝的4倍。
炭纸/石墨基体NiHCF膜的碱金属离子分离性能
马旭莉, 郝晓刚, 李永国, 杨言言, 刘世斌, 孙彦平
2009, 24(04): 327-332.
摘要(1925) PDF(1406)
摘要:
采用毛细化学沉积法在炭纸/石墨颗粒复合导电基体的微孔通道内合成铁氰化镍(Nickel hexacyanoferrate，NiHCF)薄膜，并考察了膜电极在碱金属溶液中的电控离子交换性能。通过扫描电子显微镜、能量色散谱、X射线光电子能谱、红外分子吸收光谱等分析了复合薄膜电极的表面形貌及组成；利用离子色谱检测了再生液中碱金属离子浓度变化；应用循环伏安法在1 mol · L-1 KNO3/CsNO3溶液中考察了膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力。结果表明：炭纸/石墨复合基体具有三维多孔结构特征，复合基体NiHCF膜电极具有大的离子交换容量、低的扩散阻力、良好的循环稳定性与再生能力，可用于碱金属离子的选择性分离。
介孔炭作为加氢脱硫催化剂载体材料的研究
谭正立, 肖惠宁, 张润铎, ZHANG Zi-sheng, Serge Kaliaguine
2009, 24(04): 333-343. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60056-6
摘要(2756) PDF(2051)
摘要:
以介孔硅SBA-15为模板，焦糖和呋喃醇为碳源，通过多种浇注法制备介孔炭材料。采用低温氮吸附、透射电镜和X射线小角衍射分析模板及介孔炭的织构。结果显示合成的介孔炭成功地复制了SBA-15的结构。以制备的介孔炭作载体担载钴钼合成了加氢脱硫催化剂，利用X射线能谱、透射电镜能量分布谱及一氧化氮化学吸附评估了催化剂的活性及活性点分布，结果表明介孔炭担载的催化剂活性高于活性炭担载的同类催化剂。
多壁碳纳米管的表面改性及其在防火涂料中的应用
邱 军, 张世红, 王国建, 龚懿蕾
2009, 24(04): 344-348.
摘要(2192) PDF(1432)
摘要:
利用两亲性聚合物对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行改性，采用红外光谱、热重分析手段对改性MWCNTs进行表征；将改性MWCNTs应用到膨胀型防火涂料体系中，研究了其对防火涂料性能的影响。结果表明：在适合的条件下两亲性聚合物可以被引入到多壁碳纳米管表面，改性后的MWCNTs在醋酸丁酯和水中具有良好的溶解性；合适含量的改性MWCNTs可以提高防火涂料受火后的炭化层强度和膨胀倍率，降低背温升高速率，增强涂层的抗开裂性能。
不同孔隙结构的炭材料作为石蜡相变储能材料强化传热载体
仲亚娟, 李四中, 魏兴海, 高晓晴, 史景利, 郭全贵, 刘 朗
2009, 24(04): 349-353.
摘要(2142) PDF(1616)
摘要:
以石墨泡沫（Graphite foam，GF）、炭毡（Carbon felt，CF）和压缩膨胀石墨（Compressed expansed natural graphite，CENG）作为相变储能材料（Phase change material，PCM）石蜡的强化传热载体，制备了三种不同结构炭材料石蜡相变储能材料体系。采用扫描电镜（SEM）、激光热导仪和差示扫描量热仪（DSC）对其结构和热性能进行了表征和测试。结果表明：浸蜡后的GF、CF和CENG的热导率分别比纯石蜡的热导率提高了437倍、14倍和25倍；比较三种储能材料体系的储能行为发现，三种储能材料体系的相变潜热分别为42.34 J/g, 48.38 J/g和57.82 J/g。
变截面形状螺旋形炭纤维的制备和生长机理
成敬豹, 杜金红, 白 朔
2009, 24(04): 354-358. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60057-8
摘要(2500) PDF(1255)
摘要:
以镍为催化剂，通过控制碳源气体乙炔的流速，在1 013 K-1 053 K温度下，制备了纤维截面形状在生长过程中由扁平形变为圆形的螺旋炭纤维，同时螺旋直径也相应的由4.2 μm变化为6.0 μm，这种变截面螺旋炭纤维的发现，为微机械系统提供了一种新型弹簧。提出了变截面螺旋炭纤维的生长机理，认为催化剂颗粒的各向异性不仅影响螺旋炭纤维螺径的大小，还影响纤维的截面形状。随着生长过程中反应条件的改变，催化剂各向异性也发生改变，长方形催化剂既可以生长扁平形也可以生长圆形截面螺旋形炭纤维，但是立方形催化剂只能生长圆形截面螺旋形炭纤维。该机制的提出不仅有助于加深对双螺旋炭纤维生长本质的认识，还对指导螺旋形炭纤维的控制生长具有重要意义。
炭包覆和铜掺杂对LiFePO4的改性
官亦标, 吴 锋, 白 莹, 吴 川
2009, 24(04): 359-363.
摘要(1906) PDF(1507)
摘要:
为了研究非金属元素包覆和金属元素掺杂对LiFePO4的电化学性能和振实密度的影响，用固相反应法制备了炭包覆的LiFePO4/C和铜掺杂的LiFe0.95Cu0.05PO4正极材料，并对所制材料进行了XRD、SEM、充放电循环、倍率性能和振实密度的测试。结果显示：LiFePO4/C和LiFe0.95Cu0.05PO4的循环平均容量分别达到147mAh/g和131mAh/g；在高倍率放电时，LiFe0.95Cu0.05PO4的容量衰减远大于LiFePO4/C。LiFePO4/C材料的各项电化学性能都优于LiFe0.95Cu0.05PO4材料，而LiFe0.95Cu0.05PO4材料的振实密度远大于LiFePO4/C材料的振实密度，前者是后者的1.5倍。
石墨化对微螺旋炭纤维热氧化动力学的影响
毕 辉, 寇开昌, 王召娣, 王志超, 张教强
2009, 24(04): 364-368.
摘要(2174) PDF(1317)
摘要:
以乙炔为碳源，镍粉为催化剂，噻吩为助催化剂，采用化学气相沉积法制备微螺旋炭纤维;在氩气气氛中，2500℃下对所制微螺旋炭纤维进行石墨化处理。通过扫描电子显微镜观察微螺旋炭纤维的螺旋形貌和微观结构，用热重法研究微螺旋炭纤维的耐氧化性能，并探讨了微螺旋炭纤维的氧化动力学行为。结果表明：石墨化处理对微螺旋炭纤维具有显著的纯化作用，其螺旋形貌基本保持不变。微螺旋炭纤维的氧化反应较好地服从一级反应。微螺旋炭纤维石墨化前后的氧化反应活化能分别为263.004kJ/mol和297.191kJ/mol。石墨化处理明显提了微螺旋炭纤维的抗氧化性能。
1.6-己二胺化学修饰多壁碳纳米管
张福华, 王荣国, 赫晓东, 刘文博, 尤 洁
2009, 24(04): 369-374.
摘要(2646) PDF(1328)
摘要:
为获得两端具有活性端胺基的碳纳米管，通过化学方法对多壁碳纳米管（MWCNTs）接枝改性，利用氯化亚砜将MWCNTs酸处理产生的羧基转化为酰氯，进一步与1.6-己二胺发生亲核取代反应，将1.6-己二胺接枝到碳纳米管端部。采用X射线光电子能谱（XPS）、透射电镜（TEM）及扫描电镜（SEM）对化学修饰过程中各反应产物进行表征。结果表明：酸的切割作用，使碳纳米管从端帽下及管壁缺陷处打开，碳管长度由十几微米变为500nm左右；1.6-己二胺成功地接枝到碳纳米管端部，能谱分析（EDS）结果表明N元素接枝率达3.29%，接枝后的碳纳米管可以均匀分散在丙酮溶液中，并含有活性端胺基。
一种简单的溶剂热法合成炭微球
米远祝, 刘应亮
2009, 24(04): 375-378. doi: 10.1016/S1872-5805(08)60058-X
摘要(1929) PDF(1313)
摘要:
利用一种简单的溶剂法合成炭微球。采用无水乙醇作为碳源和溶剂，以无水乙醇还原Ni(Ac)2得到的Ni作为催化剂，最佳反应条件：温度500℃、时间48h。采用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）以及Raman光谱对样品的成分、晶体结构和形貌进行了分析。结果表明：产品为圆球形和纺锤形两种形貌的炭微球，圆球形炭微球直径为1μm～2μm，纺锤形炭微球直径为1μm～2μm，长度为3μm～6μm。此法简便易行，炭微球的产率高达95％以上，且具有较规则的形貌和窄的尺寸分布。
分步插层法制备硝酸盐-硫酸-GIC
韩志东, 杜 鹏, 董丽敏, 张显友
2009, 24(04): 379-382.
摘要(1923) PDF(1361)
摘要:
通过硫酸、硝酸或硝酸盐分步插层的方法，成功制备了硝酸/硝酸盐-硫酸-GIC三元石墨层间化合物。采用XRD、SEM和EDS对GIC的结构进行了研究。结果表明：与直接插层法相比，分步插层法有利于插层物质的插层反应，充分扩大石墨层间距，形成低阶石墨层间化合物，使膨胀效果更优，膨胀体积高达450mL/g以上；膨胀后GIC的孔结构均匀，层壁较薄，片层结构清晰，膨胀充分。同时，分步插层法能够降低实验操作的危险性，污染小，反应易于控制。
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杨永岗, 杨全红
2009, 24(04): 383-384.
摘要(2027) PDF(1284)
摘要:

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