超级电容器用solvent-in-salt型电解液的研究进展

Solvent-in-salt (SIS)型电解液作为一类新型超浓缩电解液，主要由水或者有机溶剂和易溶盐组成，具有溶液溶剂化程度小、自由溶剂分子少、电化学窗口宽、电化学稳定性高等特点，在超级电容器中显示了独特的优势并展现了良好的应用前景。本文重点综述了SIS型电解液的原理和优势，梳理了近年来SIS作为超级电容器电解液的研究进展，总结了其存在的问题，同时展望了SIS型电解液未来的发展方向。     

Pt-Sn-K/Al2O3催化剂上长链烷烃(C17～C20)脱氢反应工艺条件

以C17～C20重蜡脱氢为探针反应,考察反应温度、反应压力、氢烃体积比及空速等工艺参数对Pt-Sn-K/γAl(2)O(3)催化剂脱氢反应性能的影响.结果表明,C17～C20脱氢反应适宜的工艺条件为:反应压力0.14 MPa,氢烃体积比600:1,空速20 h-1和反应温度高于440℃,此条件下,转化率达14%以上.     

模板法煤沥青基中孔炭的制备及其电化学性能

以煤沥青质为碳源,气相法二氧化硅为模板,制备中孔炭(Mesoporous carbon,MC),通过CO2活化调变其表面结构.用TEM、N2吸附、电化学工作站及Land电池测试系统等对产品炭的微观结构及电化学性能进行研究.结果表明:在活化温度900℃、CO2气流量100mL/min条件下,随着活化时间的增加,炭产品的BET比表面积、微孔孔容均呈增加趋势.在活化时间为150min时,产品炭的BET比表面积可达1 360m2/g,比活化前的比表面积提高了约88%.产品炭作为超级电容器电极材料表现出良好的电化学性能,活化时间为120min的样品,在1000mA/g的电流密度下,材料的质量比电容为135F/g,10000次充放电循环后,比电容值保持率高达93%.     

煤沥青基功能碳材料的研究现状及前景

我国煤沥青资源丰富,但深加工技术落后,产品附加值低,实现煤沥青高附加值利用是亟待解决的重大课题。本文介绍了以煤沥青为原料合成高性能功能碳材料的主要技术,重点阐述了以煤沥青为原料制备中间相沥青、多孔碳材料、碳纤维、二维纳米碳材料及碳基复合材料的研究进展。分析表明,高芳香性和高缩合度分子结构所引起的强π-π相互作用是阻碍煤沥青基高性能功能碳材料设计合成的瓶颈问题。通过催化聚合、氧化、共热解等技术手段可有效改善煤沥青分子结构及其物理、化学性质。结合模板复制、物理/化学活化、界面诱导以及催化石墨化等技术可实现多种功能性碳材料结构设计与表面化学性质调控。发展煤沥青分子结构调控新技术作为改善煤沥青基碳材料性能的重要策略,需要系统深入研究。     

熔盐法制备氮掺杂多孔炭及其催化脱硫性能

采用熔融盐合成技术, 以生物质葡萄糖和富氮三聚氰胺为前驱体, 成功制备得到具有发达孔隙结构(BET表面积: 1355 m²/g)和极高氮掺杂量(20.73wt%)的氮掺杂多孔炭材料。X射线光电子能谱(XPS)分析表明, 多孔炭材料中的氮原子主要以吡咯及吡啶构型存在, 这两种形态的氮原子有利于硫化氢的吸附及催化氧化。在常温、常压下, 所制备氮掺杂多孔炭对硫化氢非金属催化转化为单质硫的脱除硫容高达1.10 g/g。该合成方法简便易行, 有望实现氮掺杂多孔炭材料的批量和廉价制备, 合成的氮掺杂多孔炭在污染物控制领域应用潜能巨大。     

化学工程视野下的电化学能源转换与存储

以风力/太阳能等为代表的间歇性可再生能源发电技术为能源快速发展注入了新的活力和契机。为此,发展这些电能的高效转换与存储体系至关重要,已成为当今世界范围内的重大挑战性课题之一。基于此,本文讨论和展望了化学工程视野下的电化学能源转换与存储技术的未来发展方向,为解决该领域工业化发展中的关键科学和技术问题提供了有效指导,将全面促进电化学能源转换与存储领域的快速发展。文章从化学工程的视角综述了电化学能源转换与存储技术（二次电池、超级电容器、电化学催化等）的国内外研究发展状况,指出并剖析了该体系存在的关键科学/技术问题,主要内容包括电化学能源转换与存储领域中的三传一反、系统工程、分离工程以及绿色节能新策略等。     

氮掺杂石墨烯/多孔碳复合材料的制备及其氧还原催化性能

采用简单、无模板的方法制备了氮掺杂多孔石墨烯/碳复合材料(NPGC)。采用SEM、XRD、Raman、XPS等分析手段对NPGC的形貌、组成以及结构进行了表征,利用旋转圆盘电极技术测试了其电催化氧还原反应(ORR)活性。结果表明,葡萄糖在水热后生成的碳与石墨烯成功复合,并在950℃炭化、活化后形成了相互渗透、结构良好的三维片状多孔网络结构;其氮含量高达9.47%。NPGC作为一种高效的非金属ORR电催化剂,在碱性溶液中具有较高的起始电位[0.87 V(vs RHE)]和较大的极限电流密度(4.7 mA?cm~(-2)),以及其ORR平均转移电子数为3.8。与商业Pt/C催化剂相比,NPGC具有较强的耐甲醇性和长期耐久性,且制备成本较低,具有广阔的应用前景。     

日本炼焦界对焦炭短缺问题的对策

介绍了日本炼焦界针对焦炉老化问题提出的对策及对新一代焦炭生产技术的基本评价     

模板预处理对泡沫炭结构的影响

以聚氨酯泡沫为模板,糠醇为碳源,采用模板法制得块状泡沫炭材料,扫描电镜(SEM)观察发现：产品是由大孔组成的、具有网状结构的多孔材料。研究了不同炭化终温对产品形貌、残炭率和体积收缩率的影响;考察了对模板聚氨酯泡沫进行NaOH水解预处理的条件,即水解时间、水解温度和碱液浓度对模板及产品结构的影响。结果表明,模板的预处理去除了聚氨酯泡沫闭孔上的隔膜,提高了泡沫的浸渍能力,制得了具有更高开孔率、残炭率以及体密度的产品,说明模板预处理是改善产品结构和性能的有效手段。