添加气相生长碳纤维对改善碳纸性能的研究

本研究创新性地提出将气相生长碳纤维（VGCF）添加到燃料电池用碳纸中,探究了不同分散方法对VGCF在碳纸原纸中分散效果的影响,以及添加VGCF对碳纸强度、透气性、导电性能、石墨化度的影响。结果表明,使用无水乙醇和分散剂有效分散的VGCF添加到碳纸中,可以一定程度地提高碳纸的强度和有效提高碳纸的导电性能,但会降低碳纸的透气性。当VGCF的添加量为4%时,与未添加VGCF碳纸的物理性能相比,其抗张强度增加了11.58%,水平向电阻率和透气量分别降低了30.31%和11.27%,石墨化度提高了20.39%。     

基于GA-BPNN算法的碳纸原纸性能指标建模预测研究

本研究通过改变碳纤维长度、碳纤维占比、分散剂用量等工艺参数,制备不同碳纸原纸,探究不同工艺参数对其抗张强度、孔隙率、透气性、电阻率的影响,采用遗传算法改进反向传播神经网络算法（GA-BPNN算法）,构建了碳纸原纸性能预测模型。结果表明,碳纤维长度与碳纸原纸抗张强度、孔隙率、透气性呈正相关,与电阻率呈负相关;碳纤维占比与碳纸原纸抗张强度呈负相关,与孔隙率、透气性、电阻率呈正相关;分散剂用量与碳纸原纸抗张强度、电阻率呈正相关,与孔隙率、透气性呈负相关;碳纸原纸抗张强度、孔隙率、透气性、电阻率预测模型平均相对误差（MRE）分别为5.49%、5.75%、5.21%、5.54%,预测模型MRE均小于10%,与实验得到的工艺参数对碳纸原纸性能的关系趋势一致。     

提高质子交换膜燃料电池用碳纤维纸均匀性的研究

以聚丙烯腈基短切碳纤维为原料,通过湿法成形工艺制备碳纤维纸（简称碳纸）原纸,利用现代分析仪器表征不同处理条件下碳纤维的表面形貌、化学结构及元素价态,观察不同处理条件下碳纤维的分散性及其制备的碳纸原纸的均匀性,研究了高温空气氧化处理的最佳工艺条件。结果表明,经过高温空气氧化处理后,碳纤维表面的氧元素和含氧官能团的含量均显著提高,碳纤维在水中的分散性明显改善,碳纸原纸的均匀性明显提高,电阻率的离散系数从0.22下降到0.05。因此,最佳高温空气氧化改性碳纤维的条件是氧化温度500 ℃、氧化时间2 h。     

碱预处理对碳纤维分散及碳纸原纸性能的研究

本研究以碳纤维为原料,研究碱预处理对碳纤维分散稳定性及湿法抄造制备碳纸原纸性能的影响。具体考察了碳纤维在碱预处理后表面形貌和表面基团的变化,探讨了碳纤维浆料悬浮液的稳定性变化规律,并表征了碳纸原纸的匀度、透气性、抗张强度和电阻率的变化情况。结果表明,与使用去离子水处理的碳纤维相比,经0.75 mol/L的碱液预处理60 min 后,碳纤维可以更好地在水中分散,制备出的碳纸原纸匀度性能更好,碳纸原纸的透气度从1432 mm/s降至1080 mm/s,抗张强度从1.44 kN/m提升至2.49 kN/m,电阻率从143.58 mΩ/cm降至68.10 mΩ/cm。     

高导电、导热碳纸的制备及性能表征

为了提高碳纸的导电、导热性,采用电阻小且导热系数高的中间相沥青基碳纤维为原料,部分替代聚丙烯腈基碳纤维以制备碳纸;研究了中间相沥青基碳纤维不同添加比例对碳纸的微观形貌、结晶结构及导电、导热性能的影响。结果表明,随着中间相沥青基碳纤维添加比例的提高,碳纸的石墨化度明显提升,导电、导热性能显著增加。当中间相沥青基碳纤维与聚丙烯腈基碳纤维的质量比为3∶7时,经过石墨化的碳纸石墨化度为97.4%,与石墨化后纯聚丙烯腈基碳纸相比,电阻率由6.80 mΩ·cm降低至4.37 mΩ·cm,降低了35.7%;垂直表面的导热系数由0.084 W/(m·K)提高到0.159 W/(m·K),提高了88.8%。     

碳纤维导电纸的制备及性能研究

采用长度为6mm的碳纤维和皮芯型复合纤维,通过湿法抄造、酚醛树脂浸渍、热压等工艺制得高含量碳纤维的导电纸。不同碳纤维含量的碳纤维原纸、浸渍纸和浸渍后热压纸的理化性能数据表明:皮芯型复合纤维能够有效提高碳纤维的疏解分散和成纸强度,碳纤维含量为70%的碳纤维纸具有较好的抄造性、透气度、强度、电阻率等综合性能。     

增强纤维对用于燃料电池碳纸性能的影响研究

本研究分别采用亚麻纤维、黏胶纤维、ES纤维作为增强纤维与碳纤维复合制得碳纸前驱体(CPP),经树脂浸渍、热压(温度140℃,压力10 MPa)、热处理(氮气保护下,温度980℃)制备了可应用于燃料电池气体扩散层的高性能碳纸,研究了3种增强纤维及其用量对CPP强度以及对碳纸电阻率、孔隙率、拉伸强度的影响。结果表明,增强纤维显著提高了碳纸的拉伸强度,并使碳化后的树脂产生固定作用,降低了碳纸电阻率及孔隙率。亚麻纤维用量20%时,增强效果最优。相比未添加增强纤维碳纸,碳纸的拉伸强度由18. 5 MPa提升至20. 4 MPa,提高了10%;电阻率由36. 7 mΩ·cm降低至34. 2 mΩ·cm,降低了7%;孔隙率由63%下降至56. 4%,降低了10%。     

燃料电池用PAN/Lyocell复合碳纤维纸的制备与性能研究

本研究以Lyocell纤维为增强纤维、PAN短切碳纤维为主体纤维,制备燃料电池气体扩散层用复合碳纤维纸（简称碳纤维纸）,探究了磨浆强度对Lyocell纤维浆料和纤维特性的影响,分析了Lyocell纤维的添加对碳纤维的分散性与碳纤维纸的强度性能、透气性能、导电性能的影响。结果表明,Lyocell纤维的添加有效提升了碳纤维的分散性能,提高了碳纤维纸前驱体（CPP）的匀度指数和强度性能,改善了碳纤维纸的强度性能、透气度和导电性能,当碳纤维与Lyocell纤维质量比为7∶3时,碳纤维纸的性能最佳,拉伸强度为14.3 MPa,抗弯强度为5.9 MPa,透气度为248 mm/s,平面电阻率为5.48 mΩ·cm。     

碳纤维的改性及其纸基功能材料性能的研究

为了提高碳纤维和所成纸基功能材料的性能,利用一定浓度的硝酸对碳纤维进行了改性。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段对改性后碳纤维进行分析。结果表明：随着改性的进行,纤维亲水性明显提高,碳纤维在水中的分散性得到改善;碳纤维的石墨特征几乎没有变化,但观察到纤维表面受到明显的侵蚀。对纸基功能材料的物理检测结果表明：随着改性时间延长和温度的提高,碳纤维纸的匀度得到明显的改善,抗张指数呈先增加后降低的趋势,电阻率呈逐渐增大的趋势。综合考虑纤维改性效果和碳纤维纸性能的变化,确定最佳改性温度为60℃,改性时间为90min,此时碳纤维纸的抗张指数为14.2N·m/g,电阻率为0.153Ω.cm。     

TBP和CPAM对纸基摩擦材料原纸表面碳纤维沉积及强度性能的影响

为了改善纸基摩擦材料原纸表面碳纤维沉积以及强度性能，研究了添加磷酸三丁酯（TBP）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）对原纸碳纤维沉积以及强度性能的影响。结果表明，添加TBP可有效改善碳纤维在原纸表面的沉积，TBP用量为3 wt%时，原纸表面无聚集的碳纤维沉积，但强度下降；当CPAM和TBP用量分别为0.03 wt%和3 wt%时，原纸的抗张指数、内结合强度与对照组（TBP用量3 wt%）相比分别提升了23.9%和82.0%，同时改善了原纸表面碳纤维的沉积。     

碳捕集、封存与利用技术研究进展

二氧化碳(CO2)是一种温室气体,被认为是导致全球温度升高(也称为全球变暖)的主要因素.到2040年,全球能源需求预计将比2019年增长30％,而化石燃料仍将是满足这些需求的主要能源(预计占比74％),其直接燃烧所排放的CO2量也将持续增长.目前全球CO2总利用量低于2亿吨/年,与每年320亿吨以上的CO2排放量相比,基本可以忽略不计.因此,加快发展碳捕集、封存与利用技术,以减少CO2的排放量,对于缓解全球变暖、降低其所造成的各种危害至关重要.本文回顾了近年来在碳捕集、封存与利用技术方面的研究进展,并对其未来发展进行了展望.     

两亲改性碳纤维制备质子交换膜燃料电池用碳纸的研究

为了提高短切碳纤维在水中的分散性及碳纤维与后期浸渍树脂的相容性,对碳纤维进行了两亲表面处理:首先通过氧化处理使其获得亲水性官能团—OH及—COOH,在此基础上进一步接枝亲油基团,以获得两亲碳纤维,并将其制备碳纸。结果表明,两亲处理的碳纤维表面—OH含量可达8. 2%。在碳纤维表面改性过程中,铬酸氧化在提高碳纤维表面亲水性官能团的同时会降低碳纸的抗张强度;而接枝亲油性官能团能提高碳纤维与树脂的黏结能力,部分弥补了表面处理所造成的负面影响;碳纤维与树脂黏结力的提高有利于碳纸导电性的提高,两亲改性碳纤维制备的碳纸与未处理碳纤维制备碳纸相比电阻率降低了31. 4%,达到10. 5 mΩ·cm。     

我国造纸行业碳排放现状及减排途径

通过分析当前我国造纸行业纸和纸板生产和消费情况、行业发展现状和国家有关的节能减排要求，探讨了现阶段我国造纸企业碳排放的现状、面临的挑战和压力、未来的发展要求，以寻求实现节能增效的有效技术方法和实现碳减排的有效途径。结果表明，我国造纸企业未来的碳减排任务艰巨，但是随着行业改革的深入和全国性碳交易市场的建立，我国造纸企业同样面临很大的机遇，这会促使造纸企业优化调整用能结构，实现造纸行业可持续发展。     

浅谈国内含自备电厂的制浆造纸企业碳排放核算和应对措施

本文分析了当前我国制浆造纸行业发展现状、能源消费情况和国家建立的有关碳交易市场的要求,计算了含自备电厂制浆造纸企业电力、热力、辅助燃料等使用造成的碳排放,核算了包括二氧化碳及其他温室气体碳当量,提出了通过回收制浆废水余热、提高碱回收炉产汽率等低碳技术和采用树皮木屑、光伏、风力发电等清洁能源替代煤炭等方法来降低企业碳排放,同时利用管理和市场手段相互配合达到减排目标。     

我国食品行业建立食品碳标签标识探析

低碳经济号召下,发展以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳食品已成为越来越多人的共识。食品碳足迹分析有助于了解食品生产温室气体碳排放和寻找碳减排策略。本文对食品碳足迹与碳标签相关概念进行了介绍,分析了国内外实施食品碳标签的现状,对我国建立食品碳标签体系的意义进行了阐述,为促进我国食品碳标签体系的发展提供借鉴与参考。     

二氧化碳在食品挤压膨化中的应用

阐述了二氧化碳作为超临界流体和气体在食品挤压膨化技术中应用的原理、设备及动力学特点.与传统的蒸汽膨化相比,基于二氧化碳的膨化可以相对低的操作温度很好地保护风味物质、维生素、天然色素等热敏性成分,并获得特有的产品质构.     

木质素基超级电容器碳电极研究进展

超级电容器是功率密度高、充放电速度快和安全可靠的绿色储能装置,其电极材料是超级电容器性能优劣的关键。可再生木质素具有含碳量高、来源广泛和成本低等优点,其通过活化、模板和纺丝等方法可制备出性能优异的木质素基超级电容器碳电极,具有较好的发展前景。本文主要介绍了木质素基超级电容器活性炭电极、模板炭电极和碳纤维电极,并对木质素基超级电容器碳电极的研究进行总结与展望,为新型高性能超级电容器电极材料的结构设计与制备提供参考。     

纺织服装产品工业碳足迹研究中若干基础性问题

在回顾国内外纺织服装产品碳足迹研究进展的基础上,结合纺织服装工业生产特点,重点探讨了纺织服装产品工业碳足迹核算中亟待解决的核算边界不清、设备实际工作时间难以计量、公用能耗及物料碳足迹数据拆分不易、能源及物料的碳排放系数及计算方法不统一、产品分类质量基准庞杂、生产环境差异影响显著等几类基础性问题,为纺织服装产品工业碳足迹核算研究提供了新思路。     

纺织服装工业碳足迹核算中的若干问题

针对纺织服装工业的生产特点,重点探讨纺织服装产品工业碳足迹核算中亟待解决的核算边界不清、设备实际工作时间难以计量、公用能耗及物料碳足迹数据拆分不易、能源及物料的碳排放系数及计算方法不统一、产品分类质量基准庞杂、生产环境差异影响显著等几类基本问题,认为需从纺织服装工程、机械设备工程、信息工程和生产管理等多学科全面深入地探索碳足迹核算方法,确保核算方法有理可依。     

制浆造纸行业碳资产管理

介绍了碳资产管理的背景。碳资产管理的流程包括能源审计和碳盘查。说明了我国造纸行业CDM(清洁发展机制)的现状,分析了CDM开发滞后的原因。介绍了欧盟和美国的碳交易体系,细致讲述了国内自愿减排碳指标申请的流程。推荐了适合造纸行业开发的项目,对我国造纸企业的碳资产管理提出了建议。