新型炭材料

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Graphical Contents

2019, 34(4): .

摘要(95)

PDF(99)

摘要:

氧化石墨烯结构的研究进展

黄满华, 唐志红, 杨俊和

2019, 34(4): 307-314.

摘要(512)

PDF(385)

摘要:
掌握氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）的结构是理解其性质并付诸应用的基础，然而GO的官能团种类及排列方式繁杂。大多数实验得到的官能团等数据相似，但在数据的解读尚未达成统一。目前广泛认可的GO模型有LK模型、动态结构模型和二组分结构模型等。GO的结构继承了其前驱体氧化石墨的成果—LK模型，这一模型被广泛用于解释GO的绝缘性和亲水性等。然而LK模型近年来也受到许多新的研究挑战。Dimiev根据酸性起源的研究提出了GO的动态结构模型，认为GO的结构在液相制备和存放中不断改变。而Rourke等则根据纳米碳管的酸化氧化研究，提出GO的二组分结构模型，将GO分为完整片层和氧化碎片两部分，分别从二者性质出发解释GO的性质。

具有优异循环性能的三维石墨烯气凝胶对有机染料的有效去除

丁月玲, 田真, 李慧君, 王晓敏

2019, 34(4): 315-324. doi: 10.1016/S1872-5805(19)60017-X

摘要(356)

PDF(205)

摘要:
以聚乙烯醇（PVA）为交联剂，采用一步水热法和冷冻干燥法制备了氮掺杂石墨烯气凝胶（N-GA）。PVA的加入使GA的三维多孔结构更加稳定，提高了GA的循环性能。氮源的加入为染料的吸附提供了较多的的吸附位点。在pH=8和pH=2时，PVA-N/GA对亚甲基蓝（MB，98.39%）和甲基橙（MO，78.78%）表现出优异的吸附能力。MB和MO的吸附过程符合准二阶动力学模型，且遵循单层朗缪尔等温线模型和多层弗伦德里希等温线模型。此外，PVA-N/GA具有良好的可重复性。PVA-N/GA对染料的吸附主要归因于π-π键，氢键和静电相互作用。

活性炭纤维织物床层对乙酸乙酯的动态吸附

周平, 张忠良, 游俊琴, 白书培, 宋彦龙, 韩浩, 董艳春

2019, 34(4): 325-332.

摘要(333)

PDF(62)

摘要:
以活性炭纤维网和活性炭纤维布分别装填滤芯，进行乙酸乙酯的动态吸附实验。测试了不同气流比速条件下的床层压降和乙酸乙酯蒸气的穿透曲线，利用修正的Wheeler方程计算了床层动态吸附参数。结果表明，床层压降随着气流比速的增加呈指数增加；相同比速、厚度条件下，活性炭纤维网床层压降仅为活性炭纤维布的1/30；应用模拟计算表明，活性炭纤维网比活性炭纤维布更适用于大风量有机废气治理。

二硫苏糖醇/多壁碳纳米管阻隔层抑制锂硫电池的穿梭效应

王杰, 孙晓刚, 李旭, 陈玮

2019, 34(4): 333-340.

摘要(389)

PDF(77)

摘要:

二硫苏糖醇（DTT）作为剪切剂，对高阶多硫化物进行剪切阻止其溶解，抑制穿梭效应的产生。以二硫苏糖醇（DTT）和多壁碳纳米管（MWCNTs）复合薄膜作为锂硫电池正极片与隔膜之间的阻隔层，抑制多硫化物的溶解和扩散，阻止穿梭效应，减小活性物质的损失，提高锂硫电池的容量和循环性能。利用透射电子显微镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等进行结构和性能的表征。电化学测试结果表明，含DTT/MWCNTs阻隔层的锂硫电池在0.2 C倍率首次放电比容量达到1 674 mAh/g，活性物质的利用率达到99.9%。在1 C充放电300次循环后，容量依然保持在780 mAh/g，是首次放电容量1 094 mAh/g的71.3%，且库伦效率保持在95.3%以上。在5 C和10 C倍率下充放电，电池比容量分别达到597和214 mAh/g。

稻壳基活性炭的热处理改性及其电化学性能

肖程元, 张文礼, 林海波, 田永霞, 李欣欣, 田亦野, 陆海彦

2019, 34(4): 341-348. doi: 10.1016/S1872-5805(19)60018-1

摘要(651)

PDF(105)

摘要:
稻壳基活性炭是一种具有多级孔道结构的电极材料，可以用于水系或有机电解液体系超级电容器，具有优良的比电容和功率特性。然而稻壳基活性炭用于超级电容器会出现严重的自放电问题。本文提出了一种简单的热处理稻壳基活性炭的改性方法，能够提高活性炭电极材料的电容值，并降低其自放电速率。在保持原有的多级孔结构基础上，增加了活性炭的介孔比例，减少了表面含氧官能团。改性前后的稻壳基活性炭材料组装的双电层超级电容器在0.5 A g^-1的电流密度下，质量比电容分别为116 F g^-1和147 F g^-1，24 h自放电电压保持分别为75.2%和84.5%；在1.0 A g^-1条件下10 000圈恒流充放电循环后，电容保持率分别为85%和92%。

中孔炭微球/MoS₂/S复合正极材料的制备及其电化学性能

陶颖卿, 孔振凯, 魏艳菊, 王际童, 乔文明, 凌立成

2019, 34(4): 349-357.

摘要(431)

PDF(85)

摘要:
目前锂硫电池的应用仍受活性物质硫和放电产物的绝缘性、中间产物聚硫化物的穿梭以及硫正极在循环过程中较大的体积变化等问题限制。本文以导电中孔炭微球（MCM）为载体材料，将极性的MoS₂均匀地负载于MCM框架中，作为高效的硫正极载体材料。结果表明，与MCM/S正极相比，添加了MoS₂的MCM/MoS₂/S复合正极表现出更高的容量、更好的循环稳定性和倍率性能，其中添加12.4 wt.%的MoS₂表现最优异的电化学性能。此外，MoS₂在硫正极的工作电压窗口内具有电化学活性，可以提供附加容量，且能在醚系电解液中保持稳定的放电容量。当用MoS₂替代部分非电化学活性的载体时，可以提高硫正极的整体容量。这种利用电化学活性的载体提高电极整体容量的思路为进一步提高硫正极的电化学性能提供了参考。

基于Pickering乳液的石墨烯纳米带气凝胶制备及性能

胡晓静, 赵宗彬, 刘洋, 张涵, 梁菁菁, 邱介山

2019, 34(4): 358-366.

摘要(300)

PDF(78)

摘要:
采用纳米碳管液相氧化开壁技术制备氧化石墨烯纳米带，以氧化石墨烯纳米带为前驱体，Pickering乳液为模板，聚醚胺（D400）为助剂和交联剂，制备孔径均匀可控的石墨烯纳米带气凝胶。采用光学显微镜、电子显微镜对乳液的形貌、粒径及气凝胶微观结构进行表征，研究乳液模板对石墨烯纳米带气凝胶结构和性质的影响。结果表明，在乳液水油比为7∶1时，所得气凝胶具有均匀的孔结构、优异的可压缩性能，在应变50%的情况下，压缩1 000次后仍能恢复。当应变增大到95%时，循环50次依然能恢复原状。该气凝胶具有良好的压阻特性，气凝胶的电阻与形变之间有良好的线性对应关系，且与压缩速率无关。

CO₂活化对聚硅氧烷裂解SiC衍生炭孔结构的影响

段力群, 马青松, 马林建, 董璐, 王波, 代晓青, 张波

2019, 34(4): 367-372. doi: 10.1016/S1872-5805(19)60019-3

摘要(293)

PDF(72)

摘要:
经聚硅氧烷裂解转化得到碳化硅粉体，然后对其进行氯化处理得到炭，再通过CO₂活化处理得到具有高比表面积（1 316.8~1 929.0 m²·g^-1）的微孔炭（SiC-DC）材料。研究了CO₂活化温度、时间对SiC衍生多孔炭结构的影响。采用氮气吸附法、X-ray衍射光谱（XRD）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）等技术对SiC-DC样品微观结构随活化温度、时间演变进行表征分析。结果表明，CO₂活化处理可以有效调控SiC-DC的孔结构，而对其结晶性影响很小，且活化处理后样品保持着SiC粉体或未活化SiC-DC样品的原有形态和微观结构（如石墨带）。对于已活化SiC-DC样品，比表面积（SSA）、总孔容（V_tot）及微孔孔容都随活化温度、时间增加而增加，但同时活化产率逐渐降低。相比未活化样品，SiC-DC在950℃条件下活化处理2 h后，SSA和V_tot值分别增加了46.5%、86.4%，主要原因是经活化处理，微孔孔容明显增加。

强噪声载荷下2D-C/SiC复合材料平板失效机理

栾新刚, 尹良宣, 陈禹同, 陈博, 成来飞, 李海波, 吴振强

2019, 34(4): 373-381.

摘要(397)

PDF(70)

摘要:
2D-C/SiC复合材料壁板结构是高超声速飞行器热防护系统的发展方向，高超声速飞行器面临着严酷的力、热、噪声等复杂环境对结构材料性能、结构动力学特性、自动控制等都产生了严重影响。基于自行研制的热噪声试验系统，选取C/SiC薄壁结构试验件，开展噪声为156~165 dB的噪声试验，试验后通过红外热成像检测观察整体形貌，采用SEM对裂纹的起始位置和扩展位置的断面进行分析，揭示出强噪声激励下2D-C/SiC平板的失效机理。

纳米铜@炭复合材料的绿色制备及抗菌性能

陈海峰, 吴娟娟, 吴明月, 贾惠

2019, 34(4): 382-389. doi: 10.1016/S1872-5805(19)60020-X

摘要(477)

PDF(89)

摘要:
纳米铜具有高效、安全等特点成为无机抗菌材料领域的研究热点。以廉价易得的葡萄糖和氯化铜为原料，通过加热炭化、高温煅烧二步还原，成功制备纳米铜@炭基复合材料（Cu-NPs@C）。采用X-射线衍射、透射电镜和光电子能谱仪以及比表面积对复合材料中铜的价态、粒径和分散情况进行表征。结果表明，Cu-NPs@C中的纳米铜具有面心立方的晶体结构，颗粒为球型且均匀分散在炭片上，粒径范围在4~46 nm，复合材料的比表面积最大为418 m²/g。抑菌圈法和肉汤稀释法测试表明，复合材Cu-NPs@C-5对大肠杆菌（E.coli），金黄色葡萄球菌（S.aureus）及绿脓杆菌（P.aeruginosa）均具有优异的抑菌杀菌作用。Cu-NPs@C复合材料的抗菌性能体现在碳基载体具有较强的吸附性能，而起杀菌作用的主要是纳米铜。此外，碳基载体可以有效抵抗纳米铜颗粒表面的氧化，Cu-NPs@C-5在60天干燥存放后仍有较强的抗菌效果。

高荧光量子产率碳点的制备并用于Cu²⁺灵敏检测、荧光绘画和细胞成像

刘文, 张荣, 康玉, 张晓瑛, 王浩江, 李丽红, 刁海鹏, 魏文珑

2019, 34(4): 390-402. doi: 10.1016/S1872-5805(19)60021-1

摘要(369)

PDF(86)

摘要:
随着科学技术的进步，荧光碳质材料越来越多受到人们的关注。具有高荧光量子产率碳点的研制对其在荧光传感等应用具有重要意义。本文以柠檬酸铵和三乙基四胺为原料，采用一步微波法制备了一种低成本、绿色环保、荧光量子产率高（29.83%）的水溶性荧光碳点（N-CDs），并对N-CDs的结构和光学性能进行了表征。N-CDs具有高荧光、良好的生物相容性和光学稳定性。与其它已报道的碳点纳米材料相比，N-CDs具有更加突出的光学性质以及对Cu²⁺高选择、高敏感的检测，即合成的N-CDs的荧光强度能够被Cu²⁺猝灭且在0.01~11 μM存在良好的线性，对Cu²⁺的检出限为4.5 nM （S/N=3），进一步应用到实际水样中Cu²⁺含量的测定。此外，合成的N-CDs还可用于绘制荧光图案。最后，将强发光、低毒的N-CDs应用于活细胞（SMMC-7721）的荧光图像和细胞中监测Cu²⁺的存在，表明合成的N-CDs具有广阔的应用前景。

留言板

2019年第34卷第4期

虚拟专题更多

行业资讯通知公告更多 更多

下载中心更多

友情链接更多

留言板

2019年 第34卷 第4期

虚拟专题更多

行业资讯 通知公告 更多 更多

下载中心更多

友情链接更多

2019年第34卷第4期

行业资讯通知公告更多更多