富氮多孔碳纤维的制备及其在超级电容器中的应用

以聚丙烯腈（PAN）为前驱体,制备具有发达三维网络结构的大/中孔PAN纤维,采用水合肼和盐酸羟胺处理使PAN纤维在产生交联反应的同时进一步引入氮原子,制备了富氮多孔碳纤维,并考察了富氮多孔碳纤维的形貌结构、孔结构特征及电化学性能。结果表明：富氮多孔碳纤维中的N和O原子含量分别为13.53%和8.01%,在电流密度为0.1 A/g时,比电容为222 F/g,比表面电容达0.80 F/m²。     

金属Cu的负载方法对活性炭电极电化学性能的影响

采用浸渍法和掺杂法分别在活性炭中负载金属Cu,初步电化学性能测试表明,活性炭负载金属Cu可以提高活性炭电极的放电容量,但不同负载方法对其循环性能造成较大的影响.通过电镜照片和XRD等手段对金属在活性炭上的负载状态进行分析比较,结合电极的充放电性能,发现在活性炭中均匀掺杂金属Cu,可以提高电容器的放电容量,且电化学性能稳定.     

针状焦的结构和原料

介绍了针状焦的结构和特点以及结构与性能的关系,探讨了制备针状焦所需原料的结构和组成．原料结构和组成对针状焦形成过程的影响．并对不同结构原料改质成为适合生产针状焦原料的方法进行了讨论．     

外加电压对沥青碳纤维/ABS树脂复合材料导电性的影响

通用级沥青碳纤维与ABS树脂通过单螺杆挤出机共混后模压成型, 所制复合材料的电阻率随材料中纤维添加量的增多而迅速降低。当复合材料中纤维添加量较少时,材料的电流电压关系不满足欧姆定律所描述的线性关系,材料电阻随外电压的增大而减小。随着纤维含量的增加,材料电流电压关系的线性度逐渐增大。当纤维含量达到40 wt%时,材料电阻不随外电压的增大而变化,材料满足欧姆定律。经外加高电压处理后,材料电阻率发生永久性降低,其电流电压关系的线性度提高。隧道跃迁理论能够较好地解释上述现象。      

聚丙烯腈基炭纤维中微孔的演变规律

利用二维小角X射线散射技术(SAXS),结合纤维孔结构解析理论及分形原理得到了炭纤维形成过程中纺丝、预氧化、低温和高温炭化等四个阶段样品的微孔结构信息。结果表明:原丝中孔隙沿纤维轴向择优取向,呈长梭状,其长轴与短轴的平均尺寸分别为24.3nm和19.2nm,长径比为1.27。遗留到预氧化阶段的原丝孔洞使得预氧化纤维出现高达1.85的长径比极大值,这可能与原丝线性结构向预氧丝耐热梯形结构转化有关。炭化阶段微孔尺寸迅速减小,长轴、短轴分别达到3.56nm和2.85nm左右,长径比也减小至1.24。分形状态研究表明:表面分形维数DS值介于2.42～2.88之间,且随工艺的进行逐渐增大,低温炭化阶段变化幅度较大,说明各级产品在微观结构上越来越复杂,亦证明低温炭化是促进炭纤维微观结构转变的重要的工艺段。     

贺福研究员的科研生涯

贺福研究员1939年生于山西交城县贺家寨村,1964年毕业于山西大学化学系,分配到中国科学院山西煤炭化学研究所工作至今.从1973年开始从事炭纤维研究工作,获各级科研奖励10项,获得专利12项,发表论文120余篇,取得研究成果15项,其中5项应用于炭纤维产业.贺福研究员1988年获得国家"有突出贡献中青年专家"荣誉,1992年享受国务院特殊津贴,1998年被中国科学院授予优秀研究生导师,1999年获得山西省劳动竞赛委员会二等功,2009年在第九届全国新型炭材料学术研讨会上荣获第六届"中国炭材料杰出成就奖".     

XPS在炭纤维表面研究中的应用

XPS是研究炭纤维表面元素组成及官能团种类的有力工具,对炭纤维表面进行不同深度的分析,能够深入了解炭纤维表面的氧化过程和氧化机制。化学改性方法的使用一定程度上弥补了XPS在定量方面的不足。通过与SIMS相结合,可以更有效地研究炭纤维表面元素与官能团的组成,以及炭纤维与树脂基体间的反应。     

氯化锌乙醇溶液回收炭纤维/环氧树脂复合材料

采用高浓度氯化锌乙醇溶液为反应体系,高效催化降解环氧树脂基炭纤维(CF/EP)复合材料并回收炭纤维。考察反应温度与氯化锌浓度对树脂基体降解的影响,探讨环氧树脂在氯化锌乙醇溶液中的催化降解机理。结果表明,复合材料中的树脂基体完全降解,炭纤维表面微观结构基本不变,且回收炭纤维的强度最高为原始炭纤维强度的97.1%,但表面含氧官能团有所减少。     

氧化石墨烯和石墨相氮化碳增强炭/酚醛复合材料界面热烧蚀性能对比

为了提高炭/酚醛复合材料的烧蚀性能,分别采用两种炭纳米填料对纤维增强体界面进行改性。以氧化石墨烯(GO)和酸化石墨相氮化碳(ag-C_3N_4)改性低负载(0.05 wt%～0.2 wt%)的炭/酚醛复合材料。用氧乙炔火焰、SEM、XRD、Raman研究烧蚀面形貌与纤维石墨化度。结果表明:随着GO和ag-C_3N_4含量由0升至0.2 wt%,GO/CF-PR和ag-C_3N_4/CF-PR复合材料的耐烧蚀性能均呈现先增加后降低的趋势。其中以0.1 wt%添加量为最佳,0.1ag-C_3N_4/CF-PR和0.1GO/CF-PR复合材料比起纯的CF-PR的质量烧蚀率分别降低44.42%和28.96%,归因于ag-C_3N_4和GO可显著提高基体的炭残率和烧蚀区纤维表面的石墨化度。     

凝固浴组成对聚丙烯腈基中空中孔纤维结构和性能的影响

中空中孔纤维作为一种新型材料,兼具中空和介孔的特性,对拓展中空纤维中大分子发挥作用的应用领域具有重要的影响。本文采用湿法纺丝相分离的方法成功制备了中空中孔纤维,并且采用扫描电镜、氮气物理吸附仪、热重分析仪等仪器对纤维结构和性能进行了表征。通过控制凝固浴组成,实现了对纤维直径和孔隙结构的调控,凝固浴中二甲基亚砜浓度的增加,纤维直径和孔隙率先减小后增加,壁上的介孔向小尺寸方向移动。600℃炭化时纤维的炭收率均大于40%,有望将其加工成为炭纤维,为中空中孔炭纤维的制备提供实验支撑。