石墨烯掺杂碳基复合材料的研究进展

石墨烯是目前国内外研究的热点,其本身作为碳基材料与其他类型的碳基材料进行复合具有重要的研究价值.在简要介绍石墨烯性质的基础上,综述了近年来石墨烯与其他主要碳基材料进行复合的进展,主要包括C60、碳纳米管、炭黑、介孔碳及活性炭等,介绍了这些材料的实验合成方法与原理,并对其性能进行了比较分析,还重点阐述了石墨烯掺杂碳基复合材料现阶段的应用,并展望了该类材料在未来的发展方向.     

功能性生物质基碳素新材料

较为系统地综述了以生物质为原料制备功能性生物质基碳素新材料的方法及其应用的研究进展.着重介绍了干法碳化和湿法碳化制备生物质基碳材料,并阐述了生物质基碳材料在吸附、陶瓷化、电磁屏蔽和吸波、电化学储能(锂离子电池和电化学电容器)及光催化等领域的应用.提出了生物质基碳素新材料今后的研究方向,展望了其发展前景.     

超级电容器用PVDC基碳电极的研究现状

碳电极是超级电容器的关键材料,在很大程度上决定了超级电容器的性能,其发展趋势是高比表面积、高堆积密度、高中孔率、高电导率、高纯度和高性价比以及良好的电解液浸润性(即"六高一良好")。目前,活性碳纤维、碳凝胶、碳纳米管、模板碳等各种碳材料作为超级电容器电极材料的研究均有报道,但较低的比电容和相对较低的体积密度限制了它们在高能量需求的超级电容器电极方面的实际应用。为解决上述问题,关于具有高比表面积的多孔碳材料的研究逐渐活跃起来,特别是一些免活化的制备方法如共混聚合物裂解法、微乳液模板溶胶-凝胶聚合法及模板法等。然而,共聚混合物的制备、超临界干燥、模板的去除等使以上免活化制备方法较传统方法更为复杂。用聚偏二氯乙烯(PVDC)作为前驱体制备多孔碳可实现脱氯-活化一步完成。PVDC基碳作为超级电容器电极材料的优势在于:(1)来源广、成本低;(2)PVDC高碳密度的长链构型可促进芳香环化,与小分子相比,其所需碳化能量低,制备多孔碳材料无需额外活化过程;(3)以PVDC为碳前驱体比以其他材料为前驱体制备的多孔碳材料具有较高的比电容,目前PVDC基碳电极的比电容可达400F·g~(-1)。然而,高性能超级电容器的碳电极材料既要有高比表面积,又要有与电解液离子尺寸相适应的孔径,二者彼此制约。因此,目前研究的重点是在更微观层面上实现碳材料微观结构的调控与优化。目前,超级电容器用PVDC基碳电极的制备方法可分为脱氯-活化多步法与脱氯-活法一步法。脱氯-活化多步法是将PVDC直接机械研磨或高温热解,接着在不同活化作用后得到多孔碳材料的方法。此法得到的多孔碳具有较高的比表面积,但制备过程复杂。模板法不需要额外活化作用,但仍需两步才可得到多孔结构,获得的多孔碳材料虽然具有比表面积大、孔体积大及分级孔径分布的优点,但比电容相对较低。PVDC结构特殊,在高温热解或机械研磨过程中加入强碱,可实现脱氯-活化一步完成,得到PVDC基多孔碳材料,该法工序简单,脱氯率较高,且不会破坏PVDC的固有结构。此外,PVDC连接在亚乙烯基上的氯元素活性高,与含N-/O-聚合物中的N-/O-相比更易离开基团,可在较低温度实现脱氯碳化,且脱氯后的空位对杂质原子较敏感,易实现掺杂。本文分别从PVDC脱氯-活化多步碳化、脱氯-活化一步碳化及氮掺杂三方面综述了超级电容器用PVDC基碳电极的孔结构、比表面积及电化学性能方面的研究进展,并对超级电容器用PVDC基碳电极的研究进行了展望。     

碳基及其复合材料SERS性能的研究进展

由于碳基材料本身具有良好的力学性能、化学吸附性能,结构稳定性能等等,越来越受到科研工作者的关注,并且,在诸多方面已经展现出了巨大的应用价值。着重介绍碳基材料的一种新用途,即作为表面增强拉曼散射(SERS)基底中的应用,并对其SERS增强机制进行了详细的阐述;展望了碳基材料作为SERS基底的应用前景。     

木质素基分级多孔碳复合相变材料的制备与性能研究

以木质素为原材料,通过模板法和化学活化法制备出木质素基多孔碳LTC和木质素基分级多孔碳LTCA,以LTCA为载体,采用真空浸渍法负载相变材料聚乙二醇(PEG4000),制备出木质素基分级多孔碳/聚乙二醇(LTCA/PEG)复合相变材料.通过扫描电镜、透射电镜、全自动比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射分析、傅里叶变换红外光...     

锂离子电池硅碳负极材料的制备及其结构设计研究进展

硅基材料理论容量高、电位低、自然资源丰富，是最理想的锂离子电池负极材料。但是硅基负极在锂化和脱锂过程中巨大的体积变化，导致了硅基负极的循环稳定性与导电性差，阻碍了其实际应用。硅碳复合材料可将碳材料的高导电性和机械性能与硅基材料的高容量和低电位的优势相结合。综述了硅碳负极材料的主要制备方法，总结了硅碳复合材料的结构设计，并对未来碳硅材料的研究工作进行了展望。     

氢氧化钾改性碳材料及其在超级电容器中的应用

改性多孔碳材料具有高比表面积和孔体积、合理的孔径分布、优良的导电性,其作为电极材料在超级电容器中的应用一直受到科研工作者们的关注。综述了近年来KOH改性法改性煤炭基碳材料、生物碳材料、碳纳米管、碳微球、石墨烯等多孔碳材料及其在超级电容器中的应用进展。     

碳基吸波材料的研究进展

传统吸波材料由于密度大、吸收频带窄使其应用受到限制,新型吸波材料的探索和研究将会成为吸波材料领域的主要发展方向。碳材料以其独特的物理化学性能一直备受关注。先进碳材料已成为新材料领域的发展重点。碳材料是最早用来吸收电磁波的材料之一,近年来碳基吸波材料的性能不断提高并应用于更多领域。介绍了碳基(石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管)吸波材料的性能,分析了各种吸波材料的主要特点,总结了近年来国内外碳基吸波材料的研究进展及发展趋势,展望了碳基吸波材料的发展前景。     

锂空气电池中的碳基材料:优势与挑战

碳基材料具有丰富多元的形态和优异的性能,是目前储能材料的重要组成部分。简要评述碳基材料作为锂空气电池阴极时结构与性能的关系,讨论碳基材料的结构设计与功能调控的重要性,指明碳基材料在锂空气电池中的研究重点,并对其在锂空气电池中的应用进行了展望。     

钠离子电池碳基负极材料的研究进展

由于能源资源短缺和环境问题,开发新型储能材料迫在眉睫。锂离子电池应用广泛,但其在地壳中的含量较低,限制了它的发展。钠与锂具有相似的化学性质,可以替代锂成为新一代储能材料。碳基储钠负极材料分为天然石墨、石墨烯、软碳材料和硬碳材料。重点介绍了这些碳材料的定义、存在的问题和解决方案,对碳材料的改性及其在钠离子电池中的应用有一定的指导意义。     

碳黑/接枝聚乙烯导电复合材料的研究

利用Co^60-γ射线共辐照法在聚乙烯分子上接枝极性基因。以改性的聚乙烯为基体，碳黑为导电颗粒，制备碳黑／接枝聚乙烯导电复合材料。用多用电表对导电复合材料电性能进行了测试。结果表明：接枝改性后的聚乙烯作为导电复合材料的树脂基体，可改善导电复合材料的电阻稳定性，提高导电复合材料的升阻比。     

碳纳米管用作镍氢电池负极材料的充放电性能研究

本文比较了碳纳米管在不同放电电流密度下以及在Ar气氛及真空条件下进行热处理后的电化学充放电性能.采用三电极体系,Ni(OH)2/NiOOH为对电极,CNTs-Ni(质量比1:9)电极为工作电极,Hg/HgO电极为参比电极,6Mol/LKOH为电解液.试验结果显示,在同样的制作条件和同样的放电条件下,采用Ar气氛1000℃热处理的碳纳米管的电化学充放电性能最好,放电量最大为541.2mAh/g,相应的放电平台为1.1V,最大放电量是未经热处理的碳纳米管放电量的1.37倍.可见,热处理是提高碳纳米管电化学充放电性能的一个有效途径;采用不同的放电电流对碳纳米管的电化学充放电性能进行研究,发现在2000mA.g放电电流下还有300mAh/g的放电容量,结果表明碳纳米管具有较好的大电流放电性能.     

生物降解包装材料聚羟基脂肪酸酯的工艺研究进展

目的 高昂的生产成本制约着绿色包装材料聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates, PHAs）的发展,通过对其生物合成过程中的碳源底物、影响因素的研究,实现其低成本、高效率合成以及规模化应用。方法 归纳分析现阶段国内外PHAs的研究现状和成果,介绍合成PHAs的碳源底物、微生物培养方式以及在合成阶段溶解氧（DO）、pH值、碳氮比等因素对PHAs合成效率的影响。结论 廉价的生物质资源、合理的碳氮比、多批次好氧/厌氧培养、较低的溶解氧浓度、中性或碱性培养环境已经成为提高PHAs产量、降低PHAs生产成本的重要手段。随着生产工艺的不断优化,绿色生物塑料PHAs的规模化生产及其广泛应用必将推动包装材料向绿色化、安全化方向发展。     

Material selection based on ordinal data

Ranking and choosing the best material is one of most important stages in material selection process. Using linear assignment method, the multi-criteria decision making (MCDM) approach is proposed in decision-making process to rank the materials for a given engineering component with respect to several criteria. The proposed material selection procedure is relatively simple, and can be a useful approach when material selection problem includes qualitative properties or user-interaction aspects. The suggested approach also can be use for quantitative properties. Three examples are included to demonstrate the suggested method. Result of proposed approach showed good agreement with other methods.     

水中有机物的测定

本文采用总有机碳分析仪测定水样中总有机碳的含量,从而进行水质分析。     

准时制生产物流在中国汽车行业的应用

通过准时化物流的考虑方法以及在日本的发展状况,提出了两种重要的物流方式:巡回混载取货方式和中继地物流方式.在此基础上,分析了广汽丰田汽车有限公司准时制生产物流的应用情况,指出了三大物流运作模式的运用和操作的特点;为中国企业运用准时化物流提供了借鉴,并总结了中国企业发展准时制物流的可行性.     

Guided Molecular Assembly on a Locally Reactive 2D Material

Atomically precise engineering of the position of molecular adsorbates on surfaces of 2D materials is key to their development in applications ranging from catalysis to single‐molecule spintronics. Here, stable room‐temperature templating of individual molecules with localized electronic states on the surface of a locally reactive 2D material, silicene grown on ZrB₂, is demonstrated. Using a combination of scanning tunneling microscopy and density functional theory, it is shown that the binding of iron phthalocyanine (FePc) molecules is mediated via the strong chemisorption of the central Fe atom to the sp³‐like dangling bond of Si atoms in the linear silicene domain boundaries. Since the planar Pc ligand couples to the Fe atom mostly through the in‐plane d orbitals, localized electronic states resembling those of the free molecule can be resolved. Furthermore, rotation of the molecule is restrained because of charge rearrangement induced by the bonding. These results highlight how nanoscale changes can induce reactivity in 2D materials, which can provide unique surface interactions for enabling novel forms of guided molecular assembly.     

电子传输材料及其在有机光导体中的应用

电子传输材料按其结构可分为多硝基化合物,氰基化合物,醌类化合物和萘的酸酐衍生物等。用它们制备的载流子传输层因其表面负载正电荷而不产生臭氧,所以用于制备环保型正电性有机光导体。本文重点讨论了醌类电子传输材料在单层、双层及双极性光导体中的应用研究进展。     

波导材料二氧化硅厚膜的快速生长

采用火焰水解法（FHD）在Si片（ф4.5cm）上快速淀积疏松多孔的SiO2厚膜材料，淀积速率达8цm/min。然后将该材料分别在真空/空气气氛中高温致密化处理，获得了各种形态的二氧化硅厚膜。其中包括平整度好、光滑透明的玻璃态SiO2厚膜，该膜厚度达到40цm以上，完全适合制作平面光波导器件。最后，利用XRD、SEM、光学显微镜等仪器对SiO2膜的表面和膜厚进行了测试分析，并讨论了影响致密化SiO2厚膜结构的各种因素。