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2011年  第26卷  第5期

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基于碳纳米管的纳滤膜研究进展
赵　斌, 张　磊, 王现英, 杨俊和, 唐志红, 杨光智, 邱汉迅, 何　星
2011, 26(5): 321-328.
摘要(3799) PDF(1684)
摘要:
碳纳米管具有原子级光滑的内表面及纳米尺寸的孔道结构，应用于纳滤膜有望获得极高的输运速率和选择性。在综合分析几种典型碳纳米管纳滤膜（巴基纸纳滤膜、无序碳纳米管/聚合物混合滤膜和垂直排列碳纳米管复合滤膜）的制备、过滤性能及优缺点的基础上，提出垂直排列碳纳米管复合滤膜有利于充分发挥碳纳米管自身的优势，代表了该领域未来的发展方向。
石墨化处理对双层热解炭基2D C/C复合材料微观结构的影响
李　伟, 李贺军, 张守阳, 魏建锋, 王　杰, 李照谦
2011, 26(5): 328-334.
摘要(2815) PDF(1274)
摘要:
综合采用偏光显微镜（PLM），X射线衍射仪（XRD），扫描电子显微镜（SEM），高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等分析方法，逐层研究了2500℃高温石墨化(HTT)处理前后双层热解炭基2D C/C复合材料的不同织构以及纤维-基体界面的变化。结果表明：HTT处理后，d002值减小，石墨化度显著提高；内层低织构热解炭的断口微观形貌与晶格条纹几乎没有变化，而外层高织构热解炭晶格条纹更加平直，尤其是发现层间裂纹密度明显增大，使得处理后的高织构热解炭在受力时，裂纹易于在层间扩展和偏转，因此可有效提高材料的韧性；同时，纤维-基体界面发生弱化也是提高材料韧性的另一机制。HTT处理前后试样的三点弯曲力学性能试验结果证实了以上机制。
膨胀石墨基镍/炭复合物
.M. Afanasov, O.I. Lebedev, B.A. Kolozhvary A.V. Smirnov, G. Van Tendeloo
2011, 26(5): 335-340. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60085-1
摘要(2577) PDF(1262)
摘要:
NiO粒子修饰的压缩膨胀石墨（EGNiO）浸以煤焦油沥青，经550℃裂解，继而800℃水蒸气活化，制得Ni/C复合物块体。应用TEM考察了复合物中含Ni纳米粒的微结构排列方式。以N2吸附测定分析了复合物的比表面积和孔隙度。以2，2，3—三甲基戊烷脱氢裂解模型反应评估了复合物的催化活性并与EGNiO常规H2处理获得的参照物的活性做了比较。
用作气相催化反应体系CNF/泡沫炭催化剂载体的合成
鲍　英, 詹　亮, 王春晓, 王艳莉, 杨光智, 杨俊和, 乔文明, 凌立成
2011, 26(5): 341-346. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60086-3
摘要(2859) PDF(1104)
摘要:
以中间相沥青为碳质前躯体，采用自发泡法制得泡沫炭。为了提高比表面积，泡沫炭经质量分数65%的HNO3氧化后，采用化学气相沉积法在其表面生长一层纳米炭纤维（CNFs）。泡沫炭表面生长一层CNFs后，其比表面积和导热系数分别由40m2/g、107W/mK相应提高到198m2/g、125W/mK。这种结构的CNFs/泡沫炭复合材料可以用作气相催化反应体系的催化剂载体。
纳米金/单壁碳纳米管复合物的制备、表征及其多相催化的潜力
Anne E. Shanahan, James A. Sullivan, Mary McNamara, Hugh J. Byrne
2011, 26(5): 347-355. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60087-5
摘要(2861) PDF(1098)
摘要:
制备了一种单壁碳纳米管担载金纳米颗粒复合材料，利用X射线衍射、扫描透射显微镜、能量色散X射线分析、比表面积分析、激光拉曼光谱和紫外-可见分光光度计等对其结构进行了表征。结果表明：纳米金粒为微晶体，其平均直径为7nm且直径分布范围较窄。研究了该单壁碳纳米管担载金颗粒对仲醇的无溶剂氧化的活性和选择性，发现其转化效率可达95%。
利用CVD法由松节油催化分解合成微米炭纤维
Kanchan Saxena, Pramod Kumar, V. K. Jain
2011, 26(5): 356-360. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60088-7
摘要(2756) PDF(1211)
摘要:
以石墨为基体，硫酸镍为催化剂，利用化学气相沉积通过松节油的催化分解合成了微米炭纤维。利用酸处理和水洗的方法将纤维从石墨和金属杂质中分离出来。利用光学显微镜和扫描电镜发现得到的纤维直径在3μm ~5μm。同时，由于自组装的作用也生成了一些海绵状的微米纤维。
碳纳米管接枝炭纤维对环氧树脂浸润性能的影响
安　锋, 吕春祥, 郭金海, 和树庆, 卢慧斌, 杨　禹
2011, 26(5): 361-367.
摘要(2704) PDF(1193)
摘要:
以乙炔为碳源、二茂铁为催化剂，通过雾化辅助化学气相沉积法(AACVD)制备多尺度杂化材料CNT/CF。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 表征所制CNT/CF的形貌及其微观结构。结果表明：在反应温度750℃~800℃、沉积30min的条件下，碳纳米管(CNTs)能够以较高的密度均匀生长在炭纤维表面形成多尺度杂化材料CNT/CF。单纤维拉伸测试表明：在700℃~800℃、沉积30min的条件下所制CNT/CF的单纤维拉伸强度降低幅度小于13%；在反应温度750℃、沉积40min的条件下、单纤维拉伸强度降低幅度小于10%。纤维悬挂液滴法研究表明：所制 CNT/CF比原始炭纤维对环氧树脂有更好的浸润性能。
MWCNT/Lyocell炭纤维的制备及其性能
鲁　江, 杨革生, 邵惠丽, 胡学超
2011, 26(5): 368-374.
摘要(2016) PDF(1149)
摘要:
为了提高Lyocell基炭纤维的得率及其力学性能，纺制了MWCNT/Lyocell纤维并以此为原丝制备了炭纤维。采用广角X-衍射（WAXD）、热失重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）、强度仪等分析了试样的结构与性能。结果表明： MWCNT/Lyocell纤维具有纤维素II晶型的结构，纤维表面光滑且截面为圆形，符合优质炭纤维原丝的要求。以此为原丝所制炭纤维中，MWCNTs分布均匀；与纯Lyocell基炭纤维相比，掺杂MWCNTs的Lyocell基炭纤维的力学性能明显提高，其中，掺杂质量分数1% MWCNTs的Lyocell基炭纤维的强度和模量分别比纯Lyocell基炭纤维提高70%和116%。同时掺杂MWCNTs还可以提高Lyocell纤维的热稳定性，进而提高Lyocell基炭纤维的得率。
模板整理对SnO2/C遗态材料显微结构及性能的影响
贺辛亥, 齐乐华, 王俊勃, 杨敏鸽, 申明乾, 畅　巍
2011, 26(5): 375-380.
摘要(2288) PDF(1187)
摘要:
以不同整理工艺处理的苎麻纤维为生物模板，酚醛树脂为黏接剂，经800℃炭化后获得三种苎麻炭模板，再经Sn(OH)4溶胶浸渗和560℃真空原位炭热还原反应制备得三种SnO2/C遗态材料试样。采用XRD和SEM技术分析了苎麻模板整理工艺对SnO2/C遗态材料物相组成和微观形貌的影响，利用自制磨耗仪对比测试了三种遗态材料试样的磨损率。结果表明：三种SnO2/C遗态材料试样在显微结构以及耐磨性能等方面存在明显差异，通过生物模板整理工艺可有效调控遗态材料的微观结构和性能。
丙烯CVI致密C/C复合材料的模拟研究
刘育太, 白瑞成, 李　红, 张家宝, 任慕苏, 孙晋良
2011, 26(5): 381-388.
摘要(2023) PDF(1104)
摘要:
通过模拟法对丙烯化学气相渗透（CVI）制备炭/炭复合材料（C/C）的工艺过程进行研究。基于16种反应物，建立了由34个基元反应组成的均相反应模型。引用双孔隙演化模型、非均相反应模型，对整个丙烯CVI模型进行耦合模拟。模拟结果表明，CVI法C/C复合材料的密度均匀性受沉积气体滞留时间、致密温度和致密时间等因素影响；致密化过程可分为微孔隙快速致密和大孔隙致密两个阶段，丙烯初级热解产物的浓度分布与这两个阶段关系密切；其中大分子气体苯的浓度分布对CVI沉积速度和C/C复合材料密度均匀性的影响明显，当苯浓度分布最高区严重变窄时，表明致密化过程结束，致密表面将出现结壳现象。验证实验与模拟数据吻合较好。
炭化聚苯乙烯/聚苯胺核-壳聚合物颗粒制备中空炭球
代晓瑛, 张　歆, 孟艺飞, 沈培康
2011, 26(5): 389-395.
摘要(1946) PDF(1885)
摘要:
以磺化聚苯乙烯球为模板，苯胺为碳源，利用模板法制备了中空炭球结构。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜 (TEM)、X射线衍射 (XRD)、傅立叶-红外光谱 (FT-IR) 和热重分析 (TGA) 对所制的样品进行了表征。结果表明：所制中空炭球的壁厚为35nm且粒径均匀，中空炭球的形貌和壳层厚度受聚苯乙烯模板磺化度的影响。磺酸化8h的聚苯乙烯球是制备中空炭球的最佳模板，由于聚苯乙烯球表面足够磺酸基团的存在，增大了聚苯乙烯核模板和聚苯胺壳层之间的热分解温度差，使得聚苯乙烯核模板具有较低的分解温度，而聚苯胺壳层则具有较高分解温度，从而利用炭化法制得球壳完整和球形良好的中空炭球结构。
木质素活性炭的制备及工艺优化
蒋　莉, 马　飞, 梁国斌, 李　婷
2011, 26(5): 396-400.
摘要(1951) PDF(1389)
摘要:
以造纸黑液木质素为原料，NaOH为活化剂，通过化学活化制备活性炭(AC)。考察了活化温度、活化时间和浸渍比对AC比表面积的影响。采用中心组合设计(Central composite design，CCD)，运用响应面法(Response surface methodology，RSM)进行工艺参数优化。得出最佳工艺参数：活化温度为751℃，活化时间为57min，浸渍比为2.06, 可制得AC比表面积为1 437.22m2/g。并对模型进行了检验，验证了数学模型的有效性。

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