Growth of Nanoscale Carbon Structures and Their Corresponding Hydrogen Uptake Properties

Carbon nanostructures have been synthesized using the chemical vapor deposition technique (CVD) on different catalysts, using ethylene, acetylene, or methane as the hydrocarbons. Morphological characterizations obtained using a scanning electron microscope (SEM) showed that the reaction products are carbon nanofibers (CNF) with an outer diameter that depends on the reaction conditions and nature of the reactants. Hydrogen uptake measurements, performed volumetrically in a Sievert-type installation, showed the quantity of desorbed hydrogen (for pressure intervals ranging from 1 to 100 bars) depends on the synthesis conditions and the treatment preceding the hydrogen absorption process. For carbon nanotubes that were preparedaccording to literature guidelines and obtained from ethylene on a Ni:Cu catalyst, the amounts of absorbed hydrogen were less than 1% by weight.

carbon nanostructures chemical vapor deposition hydrogen absorption SEM     

氧化锌纳米结构的电化学控制制备及其光致发光性能

利用电化学沉积法, 通过调节电解液浓度、时间、温度等因素, 在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了形貌不同的氧化锌(ZnO)纳米薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、光致发光谱等测试手段对不同形貌的ZnO纳米薄膜进行了表征和研究. 研究表明, 在高于阈值电压的情况下氧化锌薄膜迅速生成, 微观形貌主要受电解质溶液的浓度影响, 随着电解质浓度的升高可分别获得胞芽状、棒状、片层状结构, 结合晶体生长理论探讨了不同形貌ZnO薄膜的成因. 室温光致发光谱显示片状的ZnO纳米薄膜在近带边有较强的宽化激发峰, 而可见区的发光峰受到明显抑制, 这一结构有望应用于光电器件、传感器等领域.     

复合阻尼结构及其阻尼性能

新近出现的几种复合阻尼结构表明,有限各类的阻尼材料,经过简单的物理组合,能满足各种各样的阻尼要求,这类复合阻尼结构正引起科技界的广泛关注。然而,作为一项新技术,它尚缺少相应的理论作指导,因此,对该技术进行研究是必要的和及时的。本文介绍了几种典型的复合阻尼结构,并用振动控制理论对其中的一些结构进行了分析。     

碳纤维三维编织复合材料的结构对拉伸和弯曲性能的影响

研究了碳纤维四步法三维四向、三维五向编织结构复合材料的拉伸和弯曲性能,以及结构参数-编织角的变化对其拉伸和弯曲性能的影响,并与层合复合材料作了对比性研究.结果表明,三维编织复合材料具有良好的力学性能,其拉伸强度可达810MPa、拉伸模量可达95.6GPa,弯曲强度可达829.03MPa、弯曲模量可达67.5GPa.同时,编织角和编织结构对复合材料性能有较大的影响.随着编织角的增大,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量均减小;三维五向结构的拉伸、弯曲强度和模量均高于四向结构;在纤维体积含量相近的情况下,通过对编织角的设计,可以设计三维编织复合材料的性能.     

规则螺旋碳纳米管的制备及其结构的研究

以钛片为催化剂，通过乙炔气体在７５０℃下热解制备了规则螺旋的碳管，这些规则的螺旋碳管直径约为２００ｎｍ，规则螺旋碳管的形成与钛片的预处理有关，在盐酸处理过的钛片表面上所生长的碳管几乎都是规则螺旋形状的。     

金属基底上定向碳纳米管阵列的生长及其场发射性质

在金属基底上,以铁为催化剂,硅做过镀层,乙烯为源气体,通过普通的化学气相沉积方法生长出垂直基底排列的碳纳米管(CNT)阵列.扫描电子显微镜和透射电镜观察表明,生长的CNT具有阵列形貌和多缺陷的结构.对CNT阵列的场发射性质进行了测量,在10 μA/cm2时不锈钢和镍基底上的开启电场分别为1.25 V/μm 和1.57 V/μm.     

无氢DLC涂层的摩擦学性能

为了探究轮胎模具无氢类金刚石(DLC)涂层的摩擦学特性,增强轮胎模具的易脱模、防粘、自清洁性能以及提高轮胎质量与服役寿命,以轮胎模具常用的35钢为基体,利用电弧离子镀在基体试样上制备无氢DLC涂层,对涂层Raman光谱、表面粗糙度、表面微观形貌、纳米硬度、结合力和摩擦系数进行了分析,着重研究涂层摩擦前后表面微观形貌的变化以及摩擦磨损机理。结果表明:通过改变表面粗糙度可以有效降低涂层的摩擦系数,涂层摩擦系数随粗糙度减小而显著降低;在140℃高温条件下,摩擦系数最小低至0.363 4,且涂层纳米硬度可达32.45 GPa,弹性模量高达348.94 GPa。无氢DLC涂层完全满足轮胎模具减摩耐磨和自清洁性的使用要求,为制造高性能轮胎模具提供了一种可行的工艺选择。     

掺氮类金刚石薄膜的制备与性能研究

利用空心阴极放电在玻璃基底表面沉积掺氮类金刚石(DLc)薄膜.拉曼光谱(Raman)分析表明,所制备的碳膜具有典型的类金刚石结构.扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜表面形貌和粗糙度;利用摩擦磨损仪测量膜的摩擦磨损性能.结果表明,氮的掺入使得薄膜中颗粒致密平整,改变了薄膜的表面微观形貌,进而改善了薄膜的摩擦磨损性能.     

氟化非晶碳膜的微结构分析

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在不同的温度下制备了氟化非晶碳膜.采用原子力显微镜(AFM)、X 射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外吸收光谱(FTIR)等仪器对薄膜微结构进行了表征.研究发现,氟化非晶碳膜微观结构与薄膜生长过程温度控制密切相关,温度升高,膜内键合结构变化,sp2相对含量增加.     

快淬La-Mg-Ni系贮氢电极合金的结构与电化学性能

铸态及快淬态La2Mg(Ni0 85Co0.15)9Cr01贮氢电极合金主要由(La,Mg)Ni3相(PuNi 3型结构),LaNi5相以及少量的LaNi2相组成,各相的含量与淬速有关.与铸态合金相比较,快淬态合金放电平台电压降低,快淬使合金的循环寿命都有不同程度的提高.铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能.     

衬底温度对碳纳米管生长和结构的影响

用CH4、NH3和H2为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积在沉积有Ta缓冲层和Ni催化剂层的Si衬底上制备了准直碳纳米管,并用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了它们的生长和结构随温度的变化.结果表明生长的准直碳纳米管是竹节型结构,其直径随衬底温度的降低而减小,生长速率随衬底温度的升高有一极值.从催化剂在衬底温度作用下的变化开始,分析了衬底温度对碳纳米管生长和结构的影响.     

N2对碳纳米管生长和结构的影响

用热丝化学气相沉积制备了碳纳米管,并用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了它们的结构.结果表明,用CH4和H2为反应气体制备的碳纳米管是弯曲和中空的,它们的直径较大,生长速率较低;在反应气体中加入N2气后,碳纳米管的平均直径减小,生长速率增大,它们是准直的和竹节型的.分析和讨论了N2对碳纳米管生长和结构的影响.     

不同碳源多孔碳纤维制备及其吸附性能

先用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)基高分子纤维,然后将其碳化制备出不同碳源的多孔碳纤维材料。使用X-射线衍射仪、红外光谱仪、差示扫描量热仪和N₂吸脱附分析仪等手段表征了碳纤维材料的结构和性能。结果表明,PAN基碳纤维的比表面积最大(113.5 m²/g)、微孔较多,对刚果红的吸附量最大(560.2 g/kg)。根据吸附动力学模型和吸附等温线的分析结果,碳纤维对刚果红的吸附属单层吸附。结果还表明,温度越高材料的吸附速率越高但是吸附量没有明显的变化;在酸性条件下PVA基碳纤维保持较高的吸附活性,而PAN基碳纤维则与之相反;刚果红水溶液的pH值对PVP基碳纤维吸附活性的影响很小。     

Pd负载高度交联聚苯乙烯的制备及储氢性能

多孔材料已经被广泛地应用于储氢研究。本文研究了Pd负载的高度交联聚苯乙烯（Pd—HCLPS）储氢材料的制备及储氢性能。在超声的辅助下,通过简便的置换反应成功制备了Pd—HCLPS。Pd颗粒以纳米尺度均匀分散在聚合物中。通过调节超声时间,制备了一系列不同Pd含量的Pd—HCLPS样品。发现Pd含量是影响氢溢流的一个重要因素。相比于HCLPS,Pd的负载使Pd—HCLPS样品的储氢量增强了1．1～1．7倍。在173K,3．1MPa下,最大储氢量为1．46wt9／6。     

氯化氢中的氯气在活性炭上吸附性能的研究

对活性炭吸附氯化氢中的氯气性能做了实验研究。研究结果表明采用活性炭吸附的方法,可以除去氯化氢气体中的氯气,吸附后的尾气中氯气的含量低于10×10-6,满足吸附深度的要求。压力在0.4 MPa、流量控制在400 mL/min时,分别测得了在26、8、-10、-35、-60℃下,每克活性炭吸附氯气的动态吸附量分别为:141.5、172.0、178.0、181.0、185.0 mg。     

氟化类金刚石(F-DLC)薄膜的红外分析

以CF4和CH4为源气体,利用射频等离子体增强化学气相沉积法,在不同条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜,并进行了退火处理。红外分析表明,F-DLC薄膜中主要有C-Fx(x=1,2,3)、C-C、C-H2、C-H3和C=C化学键等。低功率下制备的薄膜主要由C-C、CF和CF2键构成,功率增加时,薄膜内C-C键含量相对增加;气体流量比R(R=CF4/[CF4 CH4])增大,薄膜内F的含量增加,C-C键相对减少;高温退火后,薄膜内部分F和几乎全部的H从膜内逸出,薄膜的稳定温度在300℃以上。低功率、高流量比下制备的薄膜,F含量相对较大,介电常数较低。     

Thermal Properties of Biodiesel and Their Corresponding Precursor Vegetable Oils Obtained by Photopyroelectric Methodology

The photopyroelectric technique (PPE) was used for thermal characterization of biodiesel and their corresponding precursor vegetable oils. Different configurations of PPE were applied in these studies. The standard and inverse configurations allowed the determination of the thermal diffusivity (??) and thermal effusivity (e), respectively. From these two parameters the thermal conductivity was calculated. Measurements were performed for reference samples (water and ethylene glycol), biodiesel, and some corresponding precursor vegetable oils. The experiments showed good reproducibility, with uncertainties around 1 % to 2 % for all the samples. Lower values for both ?? and e of the biodiesel when compared to their corresponding precursor vegetable oils were observed, indicating that these thermophysical properties were sensitive to structural changes during the transesterification process.