掺磷酚醛树脂炭用作锂离子电池负极的研究

以添加不同含量的五氧化二磷的热塑性酚醛树脂为前驱体,经热固化后升温至600～1600℃下热裂解制备掺磷树脂裂解炭.元素分析、氮气物理吸附和X射线衍射分别考察了裂解炭的元素组成、BET比表面积以及微晶结构变化;恒定电流充放电技术研究了裂解炭的充放电性能.研究发现五氧化二磷的加入使得树脂裂解炭的微晶结构发生了很大改变:随着磷掺杂量的增加,树脂炭的微晶层间距减小,微晶变得更加无序;BET比表面积先减小而后增加;放电容量先增加而后减小,当其含量为 9wt％时,放电容量达到最大值（528mA·h·g^-1）,是掺杂前（230mA·h·g^-1）的2倍多.     

碳纤维微观结构表征： Raman光谱

Raman光谱作为材料微观结构表征的重要方法，其对碳材料的结构具有相当的敏感性，在0～3300cm^-1的波数范围内都有相当显著的谱峰响应。其中，理想石墨晶格面内CC键伸缩振动的G线和由无序结构引起的D线是认识碳材料纳米尺度结构特征的关键切入点。基于上述特征指标可以获得碳结构微观应力、晶态结构、石墨化度及结构不均匀性等一系列结构特征，是研究碳纤维微观结构及其形成、演变过程的重要技术手段。近年来，随着以“Mapping”技术为代表的系列新技术的成功应用，针对碳纤维微观结构的Raman光谱应用技术出现了一系列新的进展。本文以Raman光谱的碳纤维微观、介观层面的应用技术为切入点，综述了近年来Raman光谱在碳纤维微观应力/应变、晶态结构、石墨化度及结构不均匀性等方面的进展情况。     

蒙脱石/炭对炭纤维/环氧树脂复合材料性能的影响

以蒙脱石(MMT)为模板,壳聚糖为碳源,采用水热法合成蒙脱石/炭(MMT/C)纳米复合材料。控制蒙脱石/炭中蒙脱石和炭的比例,并添加于环氧树脂中,模压工艺制备多尺度炭纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料。采用三点弯曲测试、断面扫描等研究两种添加剂对复合材料力学性能、动态热机械性能和导热性能的影响。结果表明:壳聚糖在蒙脱石表面水热炭化成炭,含有C=O、O—H和C—N等有机官能团。当壳聚糖与蒙脱石的质量比为0.5时,水热所得的蒙脱石/炭添加量为2 wt%时对炭纤维/环氧树脂的增强效果最佳,复合材料的弯曲强度和弯曲模量分别提高13.4%和20.4%,导热系数提高78.7%。蒙脱石/炭中蒙脱石和炭的协同作用促使蒙脱石/炭在环氧树脂中实现良好的分散;炭中含氮等极性基团与环氧树脂通过化学键合增强蒙脱石/炭与树脂的界面结合,促进应力的传递和分散以及热量的有效传递。     

纳米Si/褶皱石墨烯复合材料制备及储锂性能

氧化石墨烯与纳米Si O2的混合悬浮液经过冷冻干燥、热退火和HF处理制得了褶皱石墨烯。将褶皱石墨烯与Si纳米颗粒在乙醇中分散后缓慢干燥制备了纳米Si/褶皱石墨烯(SCG)复合材料。Si纳米颗粒均匀分散于褶皱石墨烯中,并被石墨烯网络包围。作为锂离子电池负极材料,SCG具有高的库仑效率,在500 m A/g的电流密度下,80个循环后的比容量为1 003 m Ah/g,表现出良好的循环稳定性。如此优越的电化学性能要归因于褶皱石墨烯的高电导率和良好的机械柔韧性。     

热处理改性石墨的嵌锂行为

通过浸渍的方法在天然鳞片石墨的表面包覆上一层酚醛树脂,然后在N2保护下于600℃-1000℃炭化1h制得改性石墨。应用TG－DTA法研究了酚醛树脂的热失重行为;SEM,XRD及恒电流充放电等技术研究了所得改性石墨的表面物理形态、微晶结构及恒电流充放电性能。结果表明包覆在石墨表面的具有无定形结构的酚醛树脂炭能够有效阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落,从而提高了石墨的循环稳定性。     

炭化对活性炭孔结构及甲烷吸附性能的影响

在惰性气氛下对以石油焦为原料 ,以 KOH为活化剂制得的超级活性炭进行了二次炭化处理 ,并考察了处理前后超级活性炭的孔结构变化及不同压力下该活性炭对甲烷的吸附行为 .结果发现 :活性炭经 1 2 0 0℃下二次炭化处理后其 BET比表面积及孔容有所下降 ,孔径分布变窄 ;其对甲烷的质量吸附量下降 ,对甲烷的体积吸附量在较低压力下 ( <3MPa)稍有增加 ,而在较高压力下 ( >3MPa)时明显减少     

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成形过程的影响,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。     

煤焦油与石油焦油热缩聚的比较研究

分别以煤焦油为原料,在430℃热缩聚50min-270min和以石油渣油为原料在310℃热缩聚130min-370min制备了一系列具有软化点的煤焦油沥青和石油沥青。通过元素分析、软化点、族组成、偏光光学和NMR对原料与沥青的结构进行了分析。在1．6MPa,480℃下将改质煤焦油尖 和石油沥青进行焦化,考察了焦收率和光学组织结构变化情况。结果表明,热缩聚可提高煤焦油沥青和石油沥青的软化点、不溶物含量和焦收率,煤焦油沥青与石油沥青成焦后均生成各向异性广域光学结构。     

石油焦基活性炭电极电容特性研究

用石油焦作原料,KOH为活化剂,在不同活化条件下制备系列不同比表面积的活性炭。用直流恒流循环实验考察活性炭电极的电化学性能。实验发现,石油焦基活性炭随着活性炭比表面积的增加,活性炭比电容逐渐增大;活性炭孔结构分布相同,随比表面积的增加,比电容线性增加,比表面积利用率降低。活性炭孔结构对比电容有较大的影响,30％KOH电解液可以进入活性炭中大于0.6nm的微孔,孔径越大,其比表面积利用率越高。     

聚丙烯腈基中空多孔碳纤维的研究进展

聚丙烯腈基(PAN)中空多孔纤维微孔结构丰富,质轻,比表面积大,是碳材料领域的新起之秀。从PAN基中空多孔碳纤维的发展史、制备方法、应用等方面,简要阐述了它的研究现状,并对今后发展提出了几点展望,以期为中空多孔碳纤维的研究工作提供一定的帮助。