成型工艺对煤基板式微滤炭膜的性能影响

以煤粉为原料,经半干法压制成型、干燥、炭化等工艺制备出一种电催化膜材料-煤基板状微滤炭膜.考察了煤种的配比、黏结剂、造孔剂以及成型压力对煤基板状微滤炭膜孔性能的影响,并通过FT-IR、SEM、气体泡压法等对煤基板状微滤炭膜的结构性能进行表征.结果表明:改变混煤中焦煤的比例可以调控炭膜的孔结构;添加剂的加入有利于提高炭膜的孔结构性能,但在一定程度上降低了炭膜的机械性能及导电性;增大成型压力可改善炭膜的机械强度及导电性,对孔结构性能改变影响不大.     

气体分离炭膜的结构设计、制备及功能化

气体渗透性低、机械强度差是炭膜产业化道路上的两大难题.研究发现,根源在于炭膜的蠕虫状孔道结构与均质炭膜的特有性质.为了解决炭膜渗透性低的问题,通过选择适宜的聚合物前驱体的分子结构与空间构型结合填充纳米粒子为功能基团等手段,实现对炭膜蠕虫状孔结构有效地调控与重新构建.在保证高选择性的条件下,不仅使炭膜的气体渗透性能提高了2个数量级以上,而且还使炭膜对某些气体具有较高分离选择性的功能化效果.为了改善炭膜的机械强度,将自主研发的廉价煤基炭膜支撑体与前驱体相复合,采用简单的制膜工艺,制备得到复合性能好、气体分离性能高的复合炭膜.     

羟磷灰石表面改性炭/炭复合材料牙种植体的研制

通过实验研究，探索出了一种用羟磷灰石对炭／炭得合材料牙种植体表面进行改性的方法，研究结果表明：在热固性酚醛树脂中添加１０％～２５％的羟磷灰石细粉制成浆体，用预氧丝作增哟剂包覆于炭／炭复合材料牙种植体表面，再经１１００℃高温处理，可以在炭／炭复合材料的表面形成强度良好的复合改性膜。改性膜中钙含量随着酚醛树脂中羟磷磷石添加量的增加而提高。通过研究发现：用预氧丝作增强剂昨到的改性膜的强度明显优于用炭纤维     

纤维含量和热处理对炭/炭复合材料性能的影响

研究了炭纤维体积分数和预制体热处理温度对炭/炭复合材料力学性能的影响.结果表明,随着预制体中炭纤维体积分数的增加炭/炭复合材料的硬度逐渐增加,但当炭纤维的体积分数大于30%时,炭/炭复合材料硬度增加的幅度减小.炭纤维体积分数的增加对炭/炭复合材料硬度的影响有两个相反的作用,纤维的增强作用将使硬度增大,而孔隙率的增加将导致硬度的减小.炭/炭复合材料的抗弯强度随着纤维体积分数的增加而增加,但因纤维体积分数的增加会导致孔隙减小.致使热解炭不能充分地渗透填充到纤维间的孔隙内,抗弯强度下降,所以随着纤维体积分数的增加,材料的弯曲强度会出现拐点.随着预制体热处理温度的不同,炭/炭复合材料有脆性断裂、整束纤维拔出的假塑性断裂和部分炭纤维拔出的假塑性断裂三种断裂机制.     

短切炭纤维的表面处理对沥青基C/C复合材科性能的影响

采用模压半炭化成型工艺,在大气环境下制备了短切炭纤维增强的沥青基C/C炭复合材料.借助材料万能试验机和扫描电镜研究了短切炭纤维的表面处理对C/C复合材料体积密度和抗压强度的影响.结果表明:随着短切炭纤维表面处理强度的增大,C/C复合材料的抗压强度明显提高.用联合处理方法改性的短切炭纤维制备的C/C复合材料的抗压强度,比未处理的短切炭纤维增强的C/C复合材料的抗压强度,约提高了138.5%.     

造孔剂对煤基管状炭膜的结构和性能影响

以粉煤为原料制备管状炭膜,通过添加造孔剂来调控炭膜的孔结构,探讨了造孔剂的形状和添加量对炭膜孔结构、导电性和机械强度的影响,研究了造孔剂添加量对炭膜处理染料废水性能的影响.结果表明,粉末状造孔剂在炭膜中主要形成海绵状孔,纤维状造孔剂主要形成隧道状直通孔;随造孔剂添加量增加,炭膜的孔隙率和孔径增大,但导电性和机械强度下降;在水处理过程中,造孔剂添加量越大的炭膜,其跨膜压越小,渗透通量越高;炭膜对罗丹明B的去除率均达到近100%,但对COD不能完全去除,造孔剂添加量较大的炭膜的COD去除率相对较低;罗丹明B的初步降解产物仍具有一定色度,当被降解至较小的分子或者被完全矿化后,废水才能被完全脱色.     

煤基管状炭膜的制备及应用

以煤为原料,与粘结剂混合后经挤压成型、炭化制备煤基管状炭膜.通过选用不同的煤种及加入模板剂对煤基炭膜的孔结构进行调控,并将其用于C/C复合气体分离膜支撑体及处理钛白废水、含油废水.结果表明:以煤基管状炭膜为支撑体,分别以聚醚砜酮(PPESK)和聚糠醇(PFA)为前体,采用浸渍涂膜法制备的气体分离用C/C复合膜,在25℃时H2/N2,O2/N2,CO2/N2的分离系数分别为104.3,13.7,21.8及347.0,12.5,31.4.经煤基炭膜处理后,钛白废水渗透液中TiO2的浓度为0.04 mg/L,TiO2的截留率为99.99%;含油废水的除油率可达到97%以上,渗透液中含油量小于10 mg/L.     

Ni(NO_3)_2催化酚醛树脂的炭化结构特性及其力学性能（英文）

在酚醛树脂中添加Ni(NO_3)_2,逐步固化、高温炭化后,用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜观察表征树脂高温炭化显微结构,并测试树脂炭的抗折强度、弹性模量和断裂能来分析其力学性能。显微结构观察表明:添加质量分数5%的Ni(NO_3)_2会在酚醛树脂炭化结构中生成体积分数约2%的纳米炭纤维,纳米炭纤维交错排布;由于酚醛树脂热解产生的含碳小分子气体成分复杂,在树脂玻璃炭出现了炭纳米纤维与碳纳米管接替生长的现象。力学性能测试结果表明:树脂玻璃炭中原位生成的纳米炭纤维与树脂炭基体有一定的结合强度,能提高树脂玻璃炭的抗折强度、弹性模量;可显著提高树脂炭的断裂能,增强其抗拉强度和断裂韧性。     

苯酚电聚合膜修饰炭纤维表面对环氧基复合材料性能的影响

将连续炭纤维束用自制的空气梳分散成单丝状长带后, 通过采用循环伏安法的电化学方法将单体苯酚在炭纤维表面聚合成膜, 对炭纤维进行表面修饰, 以提高复合材料中炭纤维与树脂基体的界面粘结性能。红外光谱分析表明, 苯酚电聚合膜能够增加炭纤维表面的羟基、 醚键等活性官能团, 从而提高炭纤维与环氧树脂基体的界面粘结强度。与未进行表面修饰的炭纤维增强环氧树脂复合材料相比, 以聚苯酚膜修饰的炭纤维单丝带增强的环氧树脂基复合材料横向拉伸强度最大提高了90%, 纵向拉伸强度最大提高了45%, 层间剪切强度最大提高了110%。实验也表明, 将炭纤维束分散成炭纤维单丝带后能够更有效地增强复合材料的各项力学性能。      

短切炭纤维的表面处理对沥青基C／C复合材料性能的影响

采用模压半炭化成型工艺,在大气环境下制备了短切炭纤维增强的沥青基C／C炭复合材料。借助材料万能试验机和扫描电镜研究了短切炭纤维的表面处理对C／C复合材料体积密度和抗压强度的影响。结果表明：随着短切炭纤维表面处理强度的增大,C／C复合材料的抗压强度明显提高。用联合处理方法改性的短切炭纤维制备的C／C复合材料的抗压强度,比未处理的短切炭纤维增强的C／C复合材料的抗压强度,约提高了138．5％。