多壁纳米碳管电极电吸附脱盐性能的研究

利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对多壁纳米碳管形貌和晶型结构进行分析,发现多壁纳米碳管管径分布范围窄,其层间距大于高定向石墨,且随着管径的增大逐渐减小;利用多壁纳米碳管对氮气吸附实验分析其表面结构,发现其比表面积和孔容随管径的增大而减小,所形成的空隙绝大部分为中孔;将多壁纳米碳管处理后,压制成电极,组装成电吸附脱盐器,研究纳米碳管管径对电极电容和脱盐性能的影响,结果表明多壁纳米碳管管径越小,电极比电容越高,脱盐能力越强,随着中孔比表面积增大电极比电容和电极单位脱盐量均呈线性增加。     

炭化处理对纳米碳管电极电吸附脱盐性能的影响研究

利用酚醛树脂粘结剂压制纳米碳管电极片,组成电吸附脱盐器,对电极片炭化处理前后,电吸附脱盐器的充放电性能和脱盐效果作了比较,发现电极片经炭化后,电极片比表面积大大增加,表面空隙增多,亲水性能提高,其充放电性能和脱盐效果有了显著改善.     

纳米碳管/活性炭复合电极苦咸水淡化的研究

通过对活性炭的N2吸附发现:活性炭具有高的比表面积和大的孔容,适合用于脱盐,但是其存在能耗大并且强度低等缺点.而纳米碳管是一种低电阻率,高强度的新型材料,采用活性炭复合纳米碳管,可以结合两者的优点,开发出一种低能耗、高脱盐率的复合电极.对各种复合比例的复合电极脱盐和能耗的测试发现:当纳米碳管的质量比占电极的10%时,脱盐量、能耗和强度达到最佳工艺,并且将该复合电极片数增大的测试发现:该电极脱盐效果好,在循环周期的大部分时间内以脱盐为主,脱盐率超过95 %.     

不同成型工艺对纳米碳管电极电吸附脱盐性能的影响

分别采用酚醛树脂(PR)为粘结剂热压和聚四氟乙烯(PTFE)为粘结剂冷压的成型工艺制备电吸附脱盐器的纳米碳管(CNTs)电极,利用氮气吸附分析电极表面结构,结果表明热压成型电极比表面积较大,所形成的孔隙基本为中孔,平均孔径大于盐水中水合Na+和Cl-的有效半径;结合扫描电镜(SEM)和水珠接触角测试分析,发现热压成型电极表面空隙丰富,亲水性强;进行充放电测试,发现热压成型电极电吸附性能显著优于冷压成型电极,故热压成型纳米碳管电极脱盐性能优越.     

纳米碳管电极成型工艺对其电吸附脱盐性能影响的研究

添加不同种类和含量的粘结剂, 通过冷压和热压方法, 结合炭化处理等不同工艺制备纳米碳管电极, 利用DC-5电池测试仪分析其在盐水中的充放电性能, 比较其电吸附比电容和等效电 阻, 发现当聚四氟乙烯(PTFE)的量为10%, 聚偏氟二乙烯(PVDF)的量为15%时, 电极可以冷压成型; 酚醛树脂(PR)的量为20%时, 电极可以热压成型, 随着粘结剂的增加, 电极在盐水中的电吸 附比电容降低, 等效电阻增大. 通过纳米碳管电极表面结构、形貌、亲水性及在盐水中电吸附电容和等效电阻的分析, 对其脱盐性能进行比较, 发现添加20%PR粘结剂热压成型电极经 炭化后, 其比表面积大, 内部孔隙丰富, 亲水性好, 在盐水中电吸附比电容大, 等效电阻小, 电吸附脱盐效果最为显著.     

液流式电容型脱盐器纳米碳管电极的研究

将纳米碳管压制成电极,组装成液流式电容型电吸附脱盐器。经测试发现纳米碳管电极性能稳定,在盐水溶液中等效电阻小,约为2．4Ω;纳米碳管电极比脱盐量与盐水初始浓度之间存在如下关系：Wdesal=0．18C^1/3;在液流式电吸附脱盐器中,纳米碳管电极具有良好的稳定性和较长的使用寿命。     

纳米碳管电吸附氯化钠性能的研究

将纳米碳管制成电极,研究端电压、氯化钠溶液流量、氯化钠溶液初始浓度、纳米碳管管径对纳米碳管电极电吸附氯化钠性能的影响,结果表明:纳米碳管电极最佳脱盐的端电压和氯化钠溶液流量分别为2.0V和10mL/min,并且纳米碳管电极脱盐与纳米碳管的比表面积和氯化钠溶液初始浓度有关,在大量的实验数据上,得出了电极脱盐方程为ηdes...     

添加多壁纳米碳管活性炭电极材料的电化学电容特性

在活性炭电极材料中，用多壁纳米碳管作导电添加剂替代传统的炭黑、石墨粉等可较大地改善电极材料的性能。当添加质量分数为5％的多壁纳米碳管时，活性炭电化学电容器的比电容量由添加同量炭黑的130F／g增加到185F／g，同时提高了活性炭电容器的频率响应性能。基于该研究结果试制出不同规格的添加多壁纳米碳管的活性炭电化学电容器样品，结果表明添加多壁纳米碳管的活性炭电极材料具有良好的电化学电容特性。     

不同工艺对活性炭电吸附脱盐性能的影响

以活性炭为电极材料是利用电吸附脱盐的重点.以热解法制备了活性炭,采用酸处理及二次活化处理活性炭,并将二次活化的活性炭利用不同的工艺制成电极.研究表明:二次活化法能够使活性炭获得更高的比表面积和更大的孔容,热压和炭化结合的工艺使活性炭电极有着高的比表面积和高的孔容,适合用于苦咸水脱盐.因此,活性炭具有脱盐效果好,脱附时间短,脱盐率达到90%,是一种优良的脱盐电极材料.     

炭气凝胶电极电吸附脱盐性能的研究

以间苯二酚和甲醛为原料,通过溶胶-凝胶反应、超临界干燥、炭化等工艺合成制备出炭气凝胶,对炭气凝胶的微观结构进行了表征,并研究了炭气凝胶电极在不同电压和在不同浓度NaCl溶液中的电吸附性能。实验结果表明炭气凝胶电极具有很高的吸附效率,在20min内基本达到吸附平衡。随着外加电压的加大,处理溶液浓度的升高,炭气凝胶电极吸附平衡时间减小,单位吸附量增加,吸附单元内电流增加。     

以预锂化多壁碳纳米管为负极的锂离子电容器性能

采用内部短路方式对多壁碳纳米管负极进行不同程度的预嵌锂处理,预嵌锂时间为5,30,60min,以预嵌锂多壁碳纳米管极片作为负极,活性炭极片作为正极,组装成锂离子电容器。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对多壁碳纳米管及电极极片进行表征分析,采用恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱(EIS)研究预嵌锂多壁碳纳米管负极和未预嵌锂处理多壁碳纳米管负极锂离子电容器的性能。电化学测试结果表明,多壁碳纳米管负极预嵌锂大幅提高了电容器充放电性能,对比未嵌锂多壁碳纳米管电容器,在相同的电流密度下(100mA/g),能量密度提高400%。预嵌锂60min,电流密度100mA/g时,其比容量达到57F/g。在电流密度为100～3200mA/g范围内,其最高能量密度与功率密度分别达到90Wh/kg,4130W/kg。1000次充放电循环后,容量保持率维持在85%以上,表现出良好的超级电容器性能。     

超级电容器复合材料MnO2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α-MnO2*nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征.循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α-MnO2*nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为.随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定.     

Comparisons of sorbent cost for the removal of Ni2+ from aqueous solution by carbon nanotubes and granular activated carbon

The reversibility of Ni2+ sorption by NaOCl oxidized single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) and granular activated carbon (GAC) was investigated to evaluate their repeated availability performance in water treatment. Under the same conditions, the SWCNTs and MWCNTs possess more Ni2+ sorption capacities and show better reversibility of Ni2+ sorption and less weight loss after being repeated sorption/desorption processes than the GAC, suggesting that they are effective Ni2+ sorbents and can be reused through many cycles of water treatment and regeneration. A statistical analysis on the replacement cost of these sorbents revealed that SWCNTs and MWCNTs can be possibly cost-effective Ni2+ sorbents in water treatment regardless of their high unit cost at the present time.     

NiO-改性活性炭电极电化学电容器研究

为提高普通活性炭材料的电化学性能,用Ni(NO3)2溶液浸渍法和高温热解对活性炭进行改性处理.分别采用氮气吸附法、SEM、XPS等方法分析研究改性炭材料的比表面积、孔结构、形貌和组成;用循环伏安、恒流充放电等电化学方法研究改性活性炭电极构成的电化学电容器性能.结果表明,由Ni(NO3)2热解产生的NiO有准电容效应,与活性炭原有的双电层电容构成了复合电容,因而改性炭的电容量有明显的提高,其质量比电容达到246.1 F/g,比原样炭的130.1 F/g提高了89.2%,表观体积比电容和面积比电容分别高达169.7 F/cm3和30.1 μF/cm2,均显著优于普通炭材料.     

活性炭/炭黑复合电极性能研究

活性炭/炭黑复合电极通过水浴中破乳制得。采用循环伏安、恒流充放电等研究方法对复合电极的电化学性能进行研究。结果表明，在0．5mol/L的硫酸溶液中复合电极呈现良好的电化牵陛能。通过SEM、接触角的研究测定，可知复合电极与有机电解液接触性能较好．     

Reinforcing effect of carbon nanotubes on PEEK composite filled with carbon fibre

Abstract

The main objective of the present paper is to develop high wear resistance carbon fibre reinforced polyether ether ketone composite with addition of multiwall carbon nanotubes. These compounds were well mixed in a batch mixer, and compounded polymers were fabricated into sheets of known thickness by compression moulding. Samples were tested for wear resistance with respect to different concentration of fillers. The wear resistance properties of these samples depend on filler aspect ratio. Wear resistance of composite with 20 wt-% of carbon fibre increases when multiwall carbon nanotubewas introduced. The worn surface features have been examined using scanning electron microscope. Photomicrographs of the worn surfaces revealed higher wear resistance with the addition of carbon nanotube. Also better interfacial adhesion between carbon and vinyl ester in carbon reinforced vinyl ester composite was observed.     

Electrosorption behavior of cations with carbon nanotubes and carbon nanofibres composite film electrodes

The cost-effective, large area carbon nanotubes and carbon nanofibres (CNTs-CNFs) composite film was synthesized on graphite substrate by low pressure and low temperature thermal chemical vapor deposition. Cyclic voltammetry and ac impedance spectroscopy were employed to systematically study the electrochemical properties of CNTs-CNFs film. The electrosorption in salt solutions by CNTs-CNFs film electrodes was studied. It is found that electrosorption of CNTs-CNFs film electrodes is mainly due to Coulombic interaction on the electrical double-layer. Several experiments were conducted to study the ion removal capacity and selectivity of CNTs-CNFs film electrodes, showing that multivalent cations were preferentially adsorbed from the aqueous solution. For cations with same charge, the one with smaller hydrated radius would be more effectively removed.