煤基活性炭电极材料的制备及电化学性能

以太西无烟煤为原料、KOH为活化剂制备高比表面积的活性炭.采用N₂吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔径分布进行了表征，并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性.在碱炭比为4∶1，800 ℃条件下活化1 h制备的活性炭比表面积达3 059 m²/g，总孔容为1.66 cm³/g，中孔率63%.该活性炭在3 mol/L KOH电解液中的比电容为322 F/g，大电流密度下充放电时的比电容保持率高，漏电流仅有0.06 mA，是理想的超级电容器电极材料.     

成型工艺对活性炭孔结构及其CO_2吸附性能的影响

用比表面积1183m2/g的活性炭和酚醛树脂分别作为吸附剂和粘结剂,考察了成型工艺对活性炭孔结构及其CO2吸附性能的影响。结果表明,活性炭成型后,比表面积有所下降,但对成型活性炭进行CO2二次物理活化可使其比表面积提高60.7%;粘结剂含量为30wt%、成型压力10MPa条件下所制的成型活性炭在800℃用CO2二次活化2h后,其比表面积、压缩强度和对CO2的平衡吸附量分别为1323m2/g、12.7MPa和0.67mmol/g。     

同步辐射小角X射线散射研究PAN原丝制备过程中孔结构的演变

采用同步辐射小角X射线散射研究了PAN原丝制备过程中纤维孔结构的演变。结果表明,在水洗工艺中,纤维孔隙较多、较大,孔径分布较宽,近似圆形;在热水牵伸工艺中,纤维孔隙仍较多、较大,孔径分布较宽,近似椭圆形,长轴约17 nm~21 nm,短轴约4 nm~11 nm;在干燥致密化工艺中,孔隙急剧减少、减小,孔径分布较窄,沿纤维轴向约7 nm~9nm,垂直纤维轴向约2 nm;经过蒸汽牵伸,孔隙又增多、增大,孔径分布变宽,孔隙沿纤维轴向被牵伸得很长,近似梭形;但是随后的松弛热定型又使孔隙减小,孔径分布变窄。     

活性炭表面改性对双电层电容器电化学性能的影响

通过氢气还原改性和浓硝酸氧化处理对石油焦基活性炭(ACs)进行改性.采用氮气吸附和脱附等温线计算改性ACs的BET比表面积、 DFT孔径分布及孔容,以XPS方法表征改性ACs的表面含氧官能团种类及含量,改性ACs的电化学性能通过直流循环充放电、循环伏安等表征.结果表明:浓硝酸处理后,ACs比表面积和孔容均稍有减少,表面含氧官能团和比电容明显增加,内阻和自放电显著增大;氢气改性后,ACs比表面积和孔容亦稍有减少,孔径分布的变化使比电容明显增加,氧化官能团的减少降低了内阻并减少了自放电.即,氢气改性ACs的电化学性能明显提高,增加了比电容,降低了内阻和自放电.     

溶剂处理对沥青球氧化稳定化的影响研究

研究了溶剂处理时间、温度等条件对石油沥青球和煤沥青球的收率、氧化破损率及氧化稳定化效果的影响,结果表明：在室温下用烷烃类浸泡沥青球,可以有效地除去沥青球中的萘和轻组份,打通氧气向内扩散的通道,缩小沥青球表面和呐部氧化反应程度差别,促进沥青球的快速均匀不熔化;提高溶剂处理温度,容易刻蚀球表面,影响球的外观和强度;较低软化点的石油沥青球比煤沥青球比煤沥青球表面更易于刻蚀更难于氧化稳定化。     

活性炭及工艺参数对所制固体活性炭性能的影响

以煤焦油基活性炭(TAC)和椰子壳活性炭(CAC)为原料,以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘接剂,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂,通过混合、成型、硬化及炭化处理,最终制得固体活性炭。详细地考查了工艺条件(如强度、收率、收缩率、比表面积等)的影响。研究结果表明对于椰子壳活性炭来说,制备高强度(>5000kPa)的固体活性炭是困难的,其主要原因在于椰子壳活性炭比煤焦油基活性炭含有更少的表面官能团(-COOH,-OH等),而这些官能团可能增强PVB在活性炭表面的粘接,并且参与粘接剂的氧化硬化,硬化的粘接剂在炭化过程中在活性炭颗粒间形成炭桥或者枝状结构而粘接这些颗粒。因此,为了制备高强度的固体活性炭,椰子壳活性炭的表面改性是必要的。     

煤焦油和煤沥青的净化比较

比较了热过滤法和减压蒸馏法净化煤沥青的特点,研究了粗滤和粗滤,循环过滤,滤材孔径和助滤剂粒径对净化效果的影响,及其对原材料的适应性。结果表明：粗滤和精滤两步进行,循环过滤有利于沥青的净化,滤材和助滤剂孔径和粒径越小,净化效果越好,但是对喹啉不溶物太多的肝,用数微米孔径的滤材难于净化。     

高比表面积活性炭的研究与应用

本文详细介绍了高比表面积活性炭的制备及活化机理，并对其结构。性能及应用进行了概述。     

沥青球空气氧化不熔化的研究

采用空气氧化实现了０．１５４～１．００ｍｍ范围四种球径沥青球的不熔化。并应用差示扫描量热法ＤＳＣ谱图表征沥青球的不熔化程度。概述沥青球空气氧化增重和炭化收率间的关系，应用红外光谱初步探讨了沥青球空气氧化不熔化的机理。     

纳米Pt膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响

采用电子束-物理气相沉积法（EB-PVD）制备了6个厚度为15-62nm的铂薄膜，研究了纳米薄膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响规律．当薄膜厚度小于30nm时，晶粒平均尺寸接近于薄膜的厚度；晶粒尺寸随着薄膜厚度的增加而增大并趋于定值；当薄膜厚度大于30nm时，晶粒尺寸约为20nm．受薄膜的表面和内部晶界的综合影响，铂纳米薄膜的热导率大大低于体材料的值，并且纳米薄膜的热导率随着薄膜厚度的增加而增大并趋于一个低于体材料热导率的值．