氮掺杂碳包覆多孔硅微球的制备及电化学性能

以铝硅合金(AlSi)粉末为原料,采用脱合金法获得多孔硅(porous silicon, P-Si)微球。再采用原位化学聚合法在P-Si微球表面包覆聚吡咯(PPy),得到PPy包覆的P-Si微球(P-Si@PPy),最后将P-Si@PPy置于Ar气氛中在800℃下煅烧3 h得到氮掺杂碳包覆多孔硅(nitrogen-doped carbon-coated porous silicon, P-Si@NC)微球。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试等手段对材料的形貌、结构及电化学性能进行表征。结果表明,多孔硅微球直径在1μm左右,氮掺杂碳层的厚度约为18 nm。将P-Si@NC复合材料应用于锂离子电池负极,在0.1 A/g电流密度下首次放电比容量高达2 609.2 m Ah/g,首次库伦效率达87.52%,充放电循环50次后放电比容量仍能达到1 574.8 m Ah/g,展示出优异的电化学性能。P-Si@NC微球的多孔结构为嵌/脱锂过程中硅的膨胀/收缩提供了缓冲空间,氮掺杂碳层既作为保护层维持颗粒的完整性,又加速了锂离子和电子转移。     

稻壳基多孔硬碳的制备及其储钠性能

用稻壳做原料,不同浓度的氢氧化钾溶液做活化剂,采用水热法制备钠离子电池硬碳负极材料.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试系统（BET）和电池性能测试系统,对其结构、形貌和电化学性能进行表征.研究结果表明,用2 mol/L浓度的氢氧化钾做活化剂制备的多孔碳材料（RHPC-1-2）具有37.633 6 m2/g的高比面积且存在大量的微孔和中孔. RHPC-1-2材料具有高的可逆比容量为285 mAh/g和初始库仑效率为72%. RHPC-1-2材料表现出优异的循环性能,在100 mA/g电流密度下,首次循环放电比容量为204 mAh/g,循环100次后容量仍有200 mAh/g,容量几乎没有衰减. RHPC-1-2材料也表现出优异的倍率性能,在25 mA/g、50 mA/g、100 mA/g、200 mA/g和500 mA/g电流密度下放电比容量分别是265 mAh/g、247 mAh/g、213 mAh/g、170 mAh/g和112 mAh/g,当电流密度又是25 mA/g时,RHPC-1-2材料的放电比容量几乎没有下降.      

多孔碳纳米片的制备及其电化学性能研究

二维(2D)多孔碳纳米片是通过一种简便,低成本的方法合成的。在该方法中,以中温煤沥青作为碳前驱体,采用氯化钠作为水溶性模板。通过煤沥青和氯化钠的碳化以及随后的KOH化学活化来制备高度多孔的碳纳米片。所制备的碳纳米片(AC-NaCl)具有高达1 581 m2/g的比表面积。多孔碳纳米片厚度小于200 nm,具有更多暴露的活性位点和离子运输途径,为离子储存和运输提供了方便。在6 mol/L KOH电解液溶液中,表现出优良的电容性能(193F/g,1 A/g)和良好的循环稳定性,经过5 000次充放电后,电容保留率超过了94.9%。     

微波法交联壳聚糖/多孔碳复合膜的制备

通过戊二醛、壳聚糖和多孔碳在微波辐射条件下制备CPTS膜。CPTS膜的制备考虑了单因素条件对G-CTS膜的影响,并进行了正交试验。G-CTS膜的制备条件为:70m L2%壳聚糖溶液加入一滴25%的戊二醛溶液,35℃中反应30min,然后吸取3m L制膜液制膜。进行了CPTS膜吸附Cu~(2+)和Pb~(2+)的最佳条件实验。对Cu~(2+)的最大吸附量可达到115.69mg/g,对Pb~(2+)的最大吸附量可达到78.41mg/g。     

纤维素基多孔碳的制备及其CO2吸附性能研究

以甲基纤维素为原料,改变水热碳化温度得到不同水热产物,随后对其进行化学活化得到多孔碳样品.研究水热温度对多孔碳样品形貌和孔结构的影响,测试了样品在不同压力下的CO2吸附性能.结果表明,水热温度对纤维素基多孔碳的孔结构影响较大.随着水热温度的升高,其比表面积、孔容、微孔比表面积、微孔孔容均呈现出先增大后减小的趋势,平均孔...     

化学镀制备银包覆玻璃粉及其电学性能

采用乙二醇还原硝酸银工艺对玻璃粉进行活化处理,再以银氨溶液为前驱体、葡萄糖为还原剂,用化学镀法在玻璃粉表面镀覆纳米银层,得到 Ag/玻璃复合粉末。利用 X 射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法研究Ag/玻璃复合粉末的结构与成分,并在溶液 pH 值约为13.0的条件下,分别研究乙二醇活化与镀液中的硝酸银浓度c(AgNO3)对银镀层的影响。结果表明,在活化基础上,当c(AgNO3)为0.057 mol/L,葡萄糖浓度为0.088 mol/L时,得到均匀的纳米银镀层。分别采用普通玻璃粉与改性玻璃粉配制正面银浆,进一步制备多晶硅太阳能电池片,与普通玻璃粉相比,用镀银玻璃粉配制的正面银浆可以致密栅线,电池的光电转换效率从17.45%提高到17.51%。     

多孔W骨架用特殊粉末的制备

采用多孔W颗粒粉末制备的高孔隙度钨骨架中可填充高体积分数的铜,从而在保证钨铜复合材料具有低膨胀系数的基础上进一步提高其热导率.该文作者在以WO3为原料配制的料浆中加入造孔剂碳酸铵((NH4)2CO3)和表面活性剂聚乙二醇(PEG),采用喷雾干燥一还原法制备多孔W颗粒粉末,并研究(Nag)2CO3、PEG的加入量以及WO3含量对W颗粒形貌的影响.使用pH计测量pH值和旋转粘度计测定料桨粘度,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对粉末的形貌和物相组成进行观察与分析.结果表明:料浆中(NH4)2CO3、PEG和WO3的质量分数分别为10%、4%和40%时,得到的多孔W颗粒孔隙度较高;前驱体为球形的WO3粉末时则可在820℃的氧气气氛中还原90min得到纯W相.     

氧化石墨/壳聚糖多孔材料的制备及其对盐酸加替沙星吸附性能研究

首先采用Hummers法制备氧化石墨,然后以该氧化石墨和壳聚糖为基料,采用定向冷冻干燥法,制备壳聚糖/氧化石墨多孔材料;接着利用扫描电镜对该氧化石墨和复合材料形貌进行了表征分析。最后以含盐酸加替沙星的水体为例,在室温下对该材料的吸附性做了研究,探究了模拟废水p H、吸附时间、盐酸加替沙星浓度以及吸附材料用量等因素的影响。     

生物质多孔碳基复合相变材料制备及性能

目前,通过多孔高导热载体与相变材料复合的方式提升有机复合相变材料综合性能的方法得到广泛应用。多孔碳作为负载能力强,导热性能良好的载体材料成为研究的热点,但如何绿色、廉价、简易地制备出该类载体仍是研究的难点。本文以天然生物质材料松木和竹木为碳源,在梯度温度和氮气气氛下热处理,使生物质材料碳化并进一步发生石墨化转变,制备出生物质天然孔道结构的多孔高导热碳基载体材料。采用真空熔融浸渍法将有机相变材料石蜡和多孔碳基载体材料进行高效复合,制备得到生物质多孔碳/石蜡复合相变材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、同步热分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、压汞分析仪（MIP）、差示扫描量热仪（DSC）、激光导热仪对载体材料及复合相变材料进行结构表征和性能测试。测试结果表明:生物质多孔碳载体材料孔道结构保存完好,石墨化转变明显,保证了有机相变芯材的高效稳定负载。传热效率上,相比于纯石蜡芯材,以松木和竹木为碳源制得的多孔碳/石蜡复合相变材料热导率分别提高了100%和216%,达到了0.48 W·m?1·K?1和0.76 W·m?1·K?1。在此基础上,通过对比松木和竹木为原料制得的复合相变材料的芯材负载量,相变焓值,热导率的变化,进一步探讨了生物质结构对复合相变材料性能的影响机制。      

空心碳纳米球的可控制备

采用乙酰丙酮铜为原料,通过金属有机物化学气相沉积大批量制备C/Cu壳/核纳米颗粒,并通过反应气氛调控C壳层的厚度。将C/Cu壳/核纳米颗粒在1 300℃的真空环境中退火,获得空心碳纳米球。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱等表征手段,对退火前和退火后的样品进行对比分析,发现退火前和退火后的碳壳层的直径、厚度和石墨化程度都没有明显改变,但是样品的比表面积增大了一个数量级。因此,通过C/Cu壳/核纳米颗粒的真空退火,是实现空心碳球可控制备的一条简易途径。     

钴-铁双金属有机骨架衍生的硅/碳复合材料的制备及其电化学性能

硅拥有理论比容量高、锂化电压低和资源丰富的突出优势,是最具潜力的负极材料之一。然而,其巨大的体积变化导致的性能快速衰减和高成本的复杂合成工艺,仍是阻碍其工业化应用的关键。因此,我们通过将纳米硅嵌入到钴-铁双金属有机骨架(MOFs)中,制备得到多孔硅基复合材料(Si@CoFe/NC)。该结构兼具MOFs衍生材料的高导电性和独特的多孔特性,能有效的减缓充放电过程中电极的体积效应,因而展现出优异的电化学性能。所制备材料具有高达832 mAhg~(-1)(1Ag~(-1))的初始可逆比容量,且经过100次循环后,比容量依然维持在598mAhg-1。这项研究工作提出了一种简单的方法来制备具有优异电化学性能的硅基复合材料,在锂离子电池负极中具有较大的应用潜力。     

熔渗用多孔钼骨架制备工艺研究

采用2种不同粒度的钼粉,在其中添加不同比例的添加剂,经压制烧结,制备了孔隙率在10%～50%的熔渗钼铜合金用多孔钼骨架。通过SEM对多孔钼骨架的微观形貌进行了观察,并研究了制备及烧结过程中粉末粒度、添加剂含量、压坯致密度及烧结温度对钼骨架孔致密化及孔隙形貌的影响。     

凹六面体CuPt纳米粒子的制备及其甲醇电催化性能

凹六面体CuPt合金纳米粒子有比一般八面体,四面体等纳米合金粒子更大的表面积,比纯的Pt纳米粒子更高的性能稳定性。本文用水热法在简单的条件下制备独特的凹六面体CuPt合金纳米粒子。通过STEM、TEM、X射线衍射,X射线光电子谱等研究手段对所制备的CuPt粒子的结构进行表征,结果表明该样品是粒径约为30 nm的均匀凹六面体粒子,由CuPt合金和Pt单质组成。通过对其甲醇电催化氧化性能的研究,发现该凹六面体CuPt合金纳米粒子的质量活性是商业Pt/C催化剂的12倍,且表现出更优异的抗毒化性能,具有潜在的燃料电池阳极催化的应用前景。     

孔结构参数可控的多孔CuAlMn形状记忆合金的制备

利用烧结蒸发法制备出了孔隙定向排列且分布均匀、三维相互连通的Cu-11．9Al-2．5Mn形状记忆合金多孔材料。利用金相显微镜、扫描电镜观察和力学性能测试等手段对该多孔材料的性能结构进行了研究。结果表明,采用烧结蒸发法能制备孔隙率及孔结构参数可控的多孑LCuAIMn形状记忆合金。     

造孔剂法制备多孔镍及其性能

添加氯化钠作为造孔剂,采用粉末冶金方法制备高孔隙率小孔径多孔镍。对多孔镍的孔隙特征、力学性能进行了研究。结果表明：通过调整造孔剂比例、烧结温度及冷却时间工艺参数,可以制备出孔隙率为60.84%～64.92%,平均孔径为0.20～8.80μm,小于20μm孔径占比为92.0%～96.1%,压缩屈服强度为8.9～13.4 MPa的多孔镍;随着烧结后冷却时间的增加,平均孔径减小,压缩强度呈增加趋势。     

锂离子电池多孔硅碳负极材料制备及其性质研究

以氧化亚硅为原料,利用氧化亚硅的歧化反应制备纳米硅颗粒、二氧化硅均匀分散的前驱体,然后利用低残余碳的原位高温固相分解制备得到了多孔结构的硅碳材料,并对材料的表面及微观结构和电化学性能进行了表征。SEM显示材料呈微米级多孔球形分布,该结构可以有效吸收充放电过程中硅的晶格膨胀。XRD和TEM结果表明,氧化亚硅材料在950℃开始发生歧化反应。首次比容量达到了1300.2mAh/g,库伦效率达到了84.5%。硅碳石墨复合材料首次比容量为462.6mAh/g,库伦效率为90.5%,循环50圈后比容量为441.7mAh/g,仍远高于常见石墨负极。     

多孔网状结构TiO_2柔性电极的可控制备研究

通过水热法调整NaOH浓度、水热反应时间以及反应温度,制备了TiO_2柔性电极材料。水热合成的优化条件是NaOH溶液浓度为0.5 mol/L,反应温度为200℃,反应时间为16 h。该条件下制备出的TiO_2具有多孔网状结构,这种结构可以增强电解液浸润,缩短Li~+扩散路径,加快锂离子和电子的传输。恒流充电性能测试结果显示,多孔网状结构的TiO_2材料具有较好的循环稳定性,在800 mA/g电流密度下,循环50圈之后,可逆容量为112 mA·h/g,容量保持率为67.8%。同时具有优异的倍率性能,在较高电流密度1 600 mA/g下,可逆容量仍可保持在103.4 mA·h/g。     

碳包覆CdS纳米颗粒的光学性能研究

采用水热法制备了核壳结构的碳包覆CdS纳米颗粒(CdS@C),利用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和光谱仪研究了碳包覆层对CdS@C的微观结构与光学性能影响.结果表明,碳包覆CdS纳米颗粒具有明显的核壳结构,内核为六方纤锌矿结构CdS,外壳为碳层.颗粒形貌主要为球形或椭球形结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在20～6...     

碳氧含量可控的钼合金的制备方法

本发明公开了一种粉末冶金法钼合金的制备方法。在粉体阶段，钼以钼粉或者氧化钼形式加入，钛以TiO2或者能够在1050℃温度以下分解为钛的氧化物的化合物形式，锆以ZrO2或者能够在1050℃二温度以下分解为锆的氧化物的化合物形式，碳以碳粉或碳化钼形式加入。粉体经过混料、还原、压制、烧结，制备成钼合金。本发明解决了背景技术中生产成本高，成品率较低；     

改性多孔钢渣/橡胶复合材料的制备及其性能

用磷酸、硅烷KH550和钢渣制备改性多孔钢渣, 以改性多孔钢渣取代部分炭黑.利用改性多孔钢渣、炭黑、橡胶、促进剂、硫磺、硬脂酸和氧化锌进行复合, 制备一系列改性多孔钢渣/橡胶复合材料, 研究了磷酸/钢渣质量比、硅烷KH550/多孔钢渣质量比、促进剂/硫磺质量比、硬脂酸/氧化锌质量比和改性多孔钢渣/炭黑质量比对改性多孔钢渣/橡胶复合材料力学性能的影响, 并且分析其影响机理.结果表明, 当磷酸用量为1.2 g、钢渣用量为30 g、硅烷KH550用量为0.3 g、炭黑用量为20 g、促进剂用量为0.8 g、硫磺用量为1.2 g、硬脂酸用量为0.8 g、氧化锌用量为2.2 g和橡胶用量为100 g时, 改性多孔钢渣/橡胶复合材料的力学性能较好, 即拉伸强度为18.4 MPa、邵尔A硬度为68.8、撕裂强度为44.6 kN·m-1.磷酸与硅烷KH550可以改善钢渣的孔结构与表面结构; 适量的促进剂/硫磺质量比与硬脂酸/氧化锌质量比可以消除硫磺形成的内硫环, 促使橡胶交联键稳定.改性多孔钢渣与橡胶以物理方式进行复合形成良好的包裹结构.