高表面积活性碳的制备

本文报道了用石油焦、核桃壳为原料，以氢氧化钾为活化剂制备高表积活性碳的新工艺。研究了主要工艺条件对产品性能的影响。结果表明，最佳活化条件为：ＫＯＨ与原料比为４∶１，活化温度８００～９００℃。     

利用核桃壳制备高比表面积活性炭电极材料的研究

以核桃壳为原料,采用KOH活化法制备活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。利用N2吸附和扫描电镜(SEM)表征活性炭的孔结构及表面形貌,系统研究碱炭比(KOH与核桃壳炭化料的质量比)对活性炭孔结构的影响,并采用恒流充放电及循环伏安等测定核桃壳活性炭电极材料在3mol/L KOH电解液中的电化学性能。结果表明,随着碱炭比的增大,活性炭的比表面积、总孔容及中孔比例先逐渐增大后稍有减小。当活化温度为800℃,活化时间为1h,碱炭比为4时,可制备出比表面积为2404m2/g,总孔容为1.344cm3/g,中孔比例为28.6%,孔径分布在0.7~3.0nm之间的高比表面积活性炭。该活性炭用作超级电容器电极材料具有良好的大电流放电特性和优异的循环性能,电流密度由50mA/g提高到5000mA/g时,其比电容由340F/g降低到288F/g,经1000次循环后,比电容保持率为93.4%。     

磁性树脂基磁性碳球的制备与表征

以磁性PS-DCDA树脂为前驱体,通过KOH活化法以不同KOH、磁性碳球质量比制备了磁性树脂基的磁性碳球,然后用其对水溶液中的Hg2+进行吸附,根据吸附量优化活化比,最后用SEM、FTIR、XRD、VSM和BET对吸附效果最好的磁性碳球样品进行了表征。结果表明,用KOH对磁性碳球进行活化,当KOH、磁性碳球的质量比为1∶1时,制得的磁性碳球对Hg2+的吸附效果最好。碳化后碳球样品表面存在大量的孔洞,比表面积达到了254m2/g,磁饱和强度达到1.82emu/g,在外加磁场下磁性碳球能快速地和液相分离。     

活化剂对大豆壳制备的多孔碳材料储锂性能的影响

生物质多孔碳材料因来源广泛、性价比高,被广泛应用在锂离子电池中,而制备过程中使用的活化剂对材料储锂性能影响较大。因此,以大豆壳为碳源,在不同工艺条件下制备多孔碳材料,通过结构表征和电化学性能测试,考察活化剂对多孔碳材料储锂性能的影响。研究表明：(1)当电流密度为185 mA·g^-1,电压范围为0～3.0 V时,经CaCl₂活化的多孔碳材料(DK-CaCl₂)的首次放充电比容量为639.0/269.5 mA·h·g^-1,而KOH活化的多孔碳(DK-KOH)的首次放充电比容量为986.7/307.5 mA·h·g^-1;(2)大豆壳∶KOH的质量比分别为1∶2、1∶4和1∶8时,得到的多孔碳的首次放充电比容量为544.9/136.8、986.7/307.5和375.1/93.4 mA·h·g^(-1),200次循环后放电比容量分别为88.8、318.9和94.7 mA·h·g^-1。这说明不同活化剂及不同活化比例制备的多孔...     

中间相沥青基碳电极材料的制备工艺优化与性能

以煤焦油沥青为原料,采用"中间相调制-化学活化"工艺制备了超级电容器用活性碳电极材料,考察了中间相调制温度对活性碳晶体结构、孔径分布、电容量特性的影响,并分析了中间相沥青的调制过程及不同实验条件对活性碳晶体结构、孔径分布、电容量特性的影响。结果表明,中间相沥青调制温度主要集中在190～492.5℃,随中间相调制温度升高,活性碳电极材料的振实密度明显增大,在500℃条件下制备的活性碳材料具有最高的比电容量,达到103F/g,较高的调制温度能提升活性碳中碳的边缘层含量,从而提高材料的面积比电容量。     

氢氧化钾活化制备可再生多孔碳及其电催化氧还原性能研究

氧还原反应缓慢的动力学过程严重限制了燃料电池的能量转换效率, 而商用Pt/C催化剂成本太高、资源稀缺、稳定性差, 需要寻找合适的材料来取代商用的Pt/C催化剂。近年来, 氮掺杂多孔碳材料因其独特的物理和化学特性吸引了大量的关注。本文使用富含氮元素的可再生土豆作为生物质前驱体, 通过简单的一步热解过程和KOH活化方法相结合制备出了一系列氮掺杂多孔碳电催化剂; 并系统研究了KOH用量和活化温度对碳基体孔结构和电催化性能的影响。结果表明, 当活化温度为750 ℃、KOH与碳的质量比为3/1时, 所制备的催化剂(NPC-750)的氧还原活性最高, 起始电位和半波电位分别达到0.89和0.79 V (vs. RHE), 极限电流密度达到5.53 mA?cm ^-2。NPC-750优异的氧还原催化活性主要归因于其发达的孔结构、高的比表面积(1134.2 m ²?g ^-1)和合适的氮含量(1.57at%)。同时, 优异的循环稳定性和抗甲醇中毒性能进一步说明这些生物多孔碳材料是潜在的低成本氧还原电催化剂。此外, 这些高比表面积多孔碳在超级电容、吸附/分离、催化以及电池等领域也具有潜在的应用前景。     

高表面活性的水性聚氨酯乳液的制备及性能

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、嵌段聚醚二醇PE6100以及聚醚胺ED-2003为原料,采用自乳化法合成了固含量40%的非离子型水性聚氨酯(WPU),通过红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行了分析,并对产物的粒径、流变性能、表面张力、临界胶束浓度(CMC)进行了研究,结果表明,得到的WPU具有一定的触变性,平均粒径大多为100nm~400nm,在1g/L的浓度时水溶液的表面张力不超过37mN/m,具有较好的降低水溶液表面张力的能力。     

高导热碳/碳复合材料的设计与制备

高导热碳/碳复合材料具有轻质、高导热、高模量、低热胀以及传统碳/碳复合材料的高温高强度等优异性能,已成为当前复合材料研究的热点,在航天航空、电子科技、核工业等领域具有广阔的应用前景。本文依据构建的典型结构碳/碳复合材料热导率模型,定量分析了重点结构参数对碳/碳复合材料热导率的影响,并据此开展了高导热碳/碳复合材料结构设计、调控、制备与表征研究,制备出室温导热方向热导率分别达到700,400和350 W/m·K以上单向、二维和三维高导热碳/碳复合材料。     

高性能中介相沥青基碳微球及碳片

综述了继中介相沥青基碳纤维之后新举起的中介相沥青基碳微球及碳片这两大类高级碳材料的制备方法，结构特征，优异性能和重要用途指出中介相尖青基碳微球具有高达５０００ｍ＾２／ｇ的比表面积和很高的表面活性，     

胶体碳微球的活化及其亚甲基蓝液相吸附性能的研究

以葡萄糖为前驱体,采用液相碳化法,制备颗粒约为100～200nm胶体碳微球.采用KOH作活化剂对胶体碳微球进行活化处理.考察了碱炭比、活化温度和保温时间等工艺因素对孔径和比表面积的影响.通过XRD、SEM等分析手段对胶体碳微球活化前后的表面形貌、孔径分布、显微结构进行分析.经热处理和活化后,胶体碳微球的BET比表面积从26.6m2/g增加到1383.4m2/g.相同实验条件下,在亚甲基蓝液相吸附试验中,经活化处理后的样品所表现出的吸附量是商业活性炭Calgon-F300的两倍.     

2种泡沫碳活化用于超级电容器电极材料的充放电性能研究

分别以酚醛树脂和煤沥青泡沫碳为原料,经水蒸气活化、研磨制得比表面积和粒径相近的活性碳粉.采用扫描电镜、BET吸附仪和恒流充放电测试仪对2种活性碳的结构进行了表征并研究了其充放电性能.结果表明,微孔的孔径分布对充放电性能有很大影响,提高比表面积的同时增大微孔的孔径,有利于提高活性碳电极的充放电容量和功率.     

电化学电容器碳基电极材料研究进展

综述了应用于电化学电容器的各种新型碳材料（活性碳粉、碳气凝胶、碳纳米管）的制备方法、材料特性、电化学性能，提出了在选择电容器碳基电极时需要遵循的几项原则。     

核桃壳液化物合成高邻位热塑性酚醛树脂

以核桃壳液化物为原料、氢氧化锌为催化剂合成核桃壳生物基高邻位热塑性酚醛树脂。采用核磁共振波谱分析(NMR)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、凝胶渗透色谱分析(GPC)、热重分析(TGA)和有机元素分析(OEA)对其结构和热性能进行了表征分析。结果表明:两步甲醛法可合成核桃壳生物基高邻位热塑性酚醛树脂,其长链结构由亚甲基邻-邻连接(o-o)酚环、亚甲基邻-对连接(o-p)酚环和亚甲基对-对连接(p-p)酚环组成,其中o-o和o-p酚环为主要组成结构,且邻对位结构比值(o-o/p-p)为1.22;其数均分子量为4 499g/mol,分子量分布指数为1.417;热失重过程包括两个阶段,最大失重温度为375℃、失重率为50%;由有机元素分析可推测其理论分子式为C_6H_6O_(1.2)。     

以核桃壳为碳源微波加热制备介孔活性炭

以核桃壳为碳源,微波辐射法制备了介孔活性炭。用XRD、SEM和低温氮气吸脱附对所制备活性炭进行了物性分析;用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法分析了微波功率、辐射时间对活性炭电容性能的影响。确定活性炭的最佳制备工艺为微波功率480W,辐射时间9min。制得的活性炭平均孔径为4.44nm,介孔率为78.51%,比表面积达1530m2/g,为不规则、疏松多孔的无定形结构。当充放电电流为100mA/g时,比电容为226.4F/g,循环1 000次后比电容为192.2F/g,每次循环电容衰减仅为0.015%。     

液体外标法制备苯标准曲线方法

为了解决《民用建筑工程室内环境污染控制规范》室内空气中苯浓度测定标准曲线制备过程复杂、环境污染较大的问题,将液体外标法用于苯标准曲线的制备。研究了该方法的具体操作条件。分别采用标准气体气相色谱法和标准液体气相色谱法方法测定多个活性碳管吸附解吸率,实验表明两种方法测定结果一致,证明该种制备苯标准曲线的方法简单准确,污染小。     

核桃壳三聚氰胺改性脲醛树脂的制备及其热降解性能表征

将超微粉碎后的核桃壳(W S)与甲醛溶液共混,在测定共混溶液反应活性的基础上将共混液作为添加剂与三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)进行共缩聚反应合成核桃壳粉胶(WSMUF),并对WSM U F树脂进行了基本性能检测和热行为分析.研究结果表明:在反应温度为90℃,反应时间为1 h条件下WS与甲醛具有较好的反应活性.WS用于树脂合成的最佳添加量为mWS(核桃壳质量)/m(WS+U)(核桃壳与尿素的质量和)=0.15,所制备的板材甲醛释放量为0.35 mg·L-1,相比未添加WS合成的M U F0树脂,甲醛释放量降低了69.43％,板材湿胶合强度降低21％,热降解峰值温度向高温方向偏移,同时炭残留量偏低.WS超微粉的添加在不改变胶层脆性基础上,能有效降低树脂体系游离甲醛和板材甲醛释放量.     

四元表面活性聚合物的制备与性能

制备了表面活性单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-十六烷基溴(DMHB),进一步以DMHB、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(APMS)和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEGA)为原料,在偶氮/氧化还原双引发剂作用下合成了具有表面活性的AM/DMHB/AMPS/MPEGA四元共聚物。采用红外光谱和核磁共振氢谱对AM/DMHB/AMPS/MPEGA进行了表征,证明了四元聚合物的成功合成。对AM/DMHB/AMPS/MPEGA的合成条件进行单因素优化,并进行了抗温性、耐盐性和驱油实验等性能测试。结果表明,AM/DMHB/AMPS/MPEGA最佳合成条件为反应温度45℃、总单体浓度35%、DMHB浓度4%、AMPS浓度0.4%、MPEGA浓度15%、AM/DMHB/AMPS/MPEGA比相对分子质量为1420万的HPAM具有更好的抗温性、耐盐性、抗老化性和提高采收率能力,为油田提高采收率提供了新的研究方向。     

沥青基球形活性碳特性的研究

本文对实验室研制的沥青基球形活性碳的一般物化特性，结构特征，吸附性能和强度进行了分析评价，与俄罗斯产品比较，我们的沥青基球形活性碳具有较好的性能，已达到日本同类产品的水平。