MOFs多孔碳材料在锂电池中的应用及其性能表征

利用溶剂加热的方式制备得到ZIF-8并将其作为模板,经过高温碳化作用获得含特定金属成分的金属-有机骨架(MOFs)多孔碳材料,并通过试验测试的方式对其性能进行表征。研究结果表明:XRD谱图中,在44°附近出现了非晶石墨衍射峰,由此表明经过760℃碳化处理后的掺氮多孔碳发生了石墨化转变,未观察到Zn-Z/C(760)试样形成Zn的X射线衍射峰。以760℃进行碳化生成的Zn-Z/C(760)依然还是属于正十二面体结构,达到了良好分散状态,有效促进了硫进入试样微孔的过程。经过碳化处理的Zn-Z/C(760)形成了尺寸更小的微孔,同时微孔对应的孔体积比例也发生了降低,孔径也明显增加。以760℃对ZIF-8进行碳化后,Zn比例达到2.13%,多孔碳与硫的复合组织中检测出了氮含量为14.2%,由此可以判断此时氮已掺入多孔碳内。     

ZnCl2活化法多孔碳材料及其吸附性能研究

以间苯二酚-甲醛树脂为前驱体,ZnCl2为活化剂,不同的活化温度,活化时间,前驱体与活化剂质量比制备多孔碳材料.活化温度升高生成了更多极微孔.活化剂用量增加使得孔越来越多,孔径变大.极微孔的数量先随着活化剂用量的增加先增多,到一定数量后保持不变.活化时间增加后,孔的数量有所增加,但极微孔数量变化不大.活化温度为700℃...     

MOF衍生碳材料的制备与研究进展

多孔碳材料因其具有优良的物理化学性质,在能源、环境和催化等领域备受关注.实现多孔碳材料的结构与形貌组成可控可调,降低制备成本是它的研究重点.金属有机骨架材料(MOF)是金属离子和有机物通过配位键形成的一类新型多孔材料,在储能、催化和分离中都有广泛的应用.使用MOF作为碳的前驱体或模板制备碳材料,可以很好地继承MOF固有...     

挤出温度对开孔型橡塑多孔材料性能的影响

研究了挤出温度对开孔型橡塑多孔材料性能的影响。结果显示：挤出机均化段温度和机头温度是影响多孔材料性能的关键因素；多孔材料的拉仲强度及断裂仲长率随挤出机均化段温度的变化曲线均显现出极小值；多孔材料的拉仲强度和断裂伸长率随挤出机机头温度的升高呈现降低趋势；而其弹性模量随挤出机机头温度变化曲线存在极大值。     

烧结温度对煤矸石多孔材料物相与性能的影响

以煤矸石为原料、硅溶胶为胶凝剂泡沫胶凝法制备煤矸石多孔材料,研究烧结过程中的物相变化和烧结温度对多孔材料抗压强度和线收缩率的影响.研究结果表明,500～800℃烧结时在低衍射角衍射峰强度降低、某些衍射峰消失,煤矸石中高岭石脱水生成偏高岭石;1150℃烧结时发生α-石英向α-鳞石英的相变和Al2O3与SiO2反应生成莫来石而出现鳞石英相与莫来石相.随着烧结温度的升高,多孔材料抗压强度和线收缩率均逐渐增大.密度约0.8 g/cm3的煤矸石多孔材料1000℃烧结后抗压强度3.85 MPa,线收缩率6.89％.     

碳含量对纳米碳化钒制备的影响

以偏钒酸铵和纳米炭黑为原料,采用水溶液前驱体方法制备纳米碳化钒（V8C7）粉末。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和热重-差热分析仪（TG—DTA）对反应产物进行表征和分析。结果表明：在24％～28％配碳量范围内,随着碳含量增加,晶粒尺寸逐渐减小,当配碳量为28％时,相组成为单一的V8C7晶粒尺寸达到最小值32．6nm;碳含量为28％时,粉末显示出较好的分散性,主要由直径100nm左右的球形颗粒组成。     

MOF衍生的多壁碳纳米管复合的纳米多孔碳材料的合成及其电化学性能

本文以硝酸锌和硝酸镍为金属盐,2-甲基咪唑为配体,采用水热法制备得到ZIF-8/Ni,再在CVD管式炉中催化多壁碳纳米管生长,最终得到ZIF-8/Ni-CNT复合材料。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对材料的表面形貌和结构进行了表征,采用电化学工作站对材料的电化学性能进行了测试。     

氙常温吸附性能与多孔碳材料孔径分布关联分析

以多孔碳材料为研究对象,测量分析了材料孔径分布和氙吸附性能,讨论了氙吸附性能与材料孔径分布之间的关联关系。结果表明,多孔材料的微孔孔容与其比表面积呈正相关;大气氙常温吸附集中于多孔材料的微孔孔道内,氙吸附能力与材料中孔无显著关联;氙常温吸附能力与碳材料5.0～7.0?的微孔孔体积相关性较显著,大于10.0?微孔孔容关联较小。     

不同前驱体制备多孔氧化镁吸附剂的研究

以氢氧化镁、草酸镁、碱式碳酸镁作为前驱体,通过在不同温度下煅烧制备多孔氧化镁。考察了前驱体与制备后氧化镁结构的关系,采用热重分析仪对前驱体的热分解情况进行分析,BET、XRD、SEM表征技术对样品的形貌结构进行分析。结果表明,在一定温度下煅烧三种前驱体,制备的氧化镁均形成发达的多孔结构、具有不同的表面形貌;其中以草酸镁制成的氧化镁(MgO-3)有更大的比表面积(160.1 m²/g)与孔体积(0.68 cm2/g)与孔体积(0.68 cm³/g),吸附量为5.38%(质量分数);前驱体的平均相对分子质量越大,经煅烧后其产物具有更高的孔体积和比表面积,其结构更为发达;在较低或较高的煅烧温度下,由于前驱体很难完全分解或晶体发生烧结现象,不利于形成多孔结构。     

不同前驱体制备多孔氧化镁吸附剂的研究

以氢氧化镁、草酸镁、碱式碳酸镁作为前驱体,通过在不同温度下煅烧制备多孔氧化镁.考察了前驱体与制备后氧化镁结构的关系,采用热重分析仪对前驱体的热分解情况进行分析,BET、XRD、SEM表征技术对样品的形貌结构进行分析.结果表明,在一定温度下煅烧三种前驱体,制备的氧化镁均形成发达的多孔结构、具有不同的表面形貌;其中以草酸镁...     

葡萄糖基多孔碳材料对CO2/CH4的分离性能

以淀粉糖（主要成分为葡萄糖）为碳前体,制备了一系列多孔碳材料（C-GLCs-800）,对其进行孔隙结构分析,并应用FT-IR、SEM、TGA对其进行了表征,测定了材料在288、298和308 K下的CO₂和CH₄吸附等温线,根据IAST理论预测了材料对CO₂/CH₄二元体系的吸附选择性。实验结果显示,活化条件对材料的孔隙结构有明显影响,随着KOH/C质量比的增加,所制备的C-GLCs-800比表面积和总孔容先增加后降低。其中C-GLC-800-4的BET比表面积高达3153 m²·g^-1,总孔容为2.056 cm³·g^-1。C-GLC-800-2的窄微孔（V_d<1 nm,孔容0.3538 cm³·g^-1）含量最高,为30.63%。C-GLC-800-2在298 K和10⁵ Pa下对CO₂吸附量高达3.96 mmol·g^-1,明显高于许多传统吸附材料和MOFs材料在相同条件下对CO₂的吸附容量。应用Clausiuse-Clapeyron方程计算了CO₂和CH₄在材料上的吸附热,应用IAST理论计算了CO₂/CH₄的吸附选择性,结果显示C-GLC-800-2对CO₂/CH₄的吸附选择性为8.35。     

锂离子电池碳负极材料的性能特点及导电聚并苯多孔碳材料的制备方法

锂离子电池碳负极材料由于来源广泛、成本低廉、化学稳定性好,一直成为商品化二次电池电极材料的首选.而多孔高分子裂解碳材料由于比表面积大、吸附能力强、电导率高、制备工艺简便等优点在新能源锂离子电池领域得到广泛应用.综述了锂离子电池常见的碳负极材料如天然石墨、中间相碳微球、无定形碳、高分子裂解碳等性能特点;并重点阐述了酚醛树...     

碳含量对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

Olivine-type LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid-state reaction method in an inert atmosphere. The glucose was added as conductive precursors before the formation of the crystalline phase. The effects of glucose content on the properties of as-synthesized cathode materials were investigated. The crystal structure and the electrochemical performance were characterized by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, laser particle-size distribution measurement and electrochemical performance testing. The material has a single crystal olivine structure with grain-sizes ca. 100-200 nm. SEM micrographs and the corresponding energy dispersive spectrometer （EDS） data confirm that the carbon particulates produced by glucose pyrogenation are uniformly dispersed among the LiFePO4 grains, ensuring a good electronic contact. Impedance spectroscopy was used to investigate the ohmic and kinetic contributions to the cell performance. It is found that increasing the carbon content leads to a reduction of the cell impedance due to the reduction of the charge transfer resistance. The galvanostatically charge and discharge tests show that the material obtained by adding 10% C （by mass） gives a maximum discharge capacity of 140.8mA·h·g^-1 at the same rate （C/10）. The material also displays a more stable cycle-life than the others.     

石墨化处理对高压浸渍碳化碳/碳复合材料抗氧化性能的影响

用超高压液相浸渍和碳化,经石墨化处理制备了毡基碳／碳复合材料。采用等温氧化实验,系统研究了所得试样在不同温度(773～1 173 K)条件下的氧化动力学行为;用X射线衍射和扫描电子显微镜检验观察了石墨化处理前后毡基碳／碳复合材料的氧化形貌和微观结构。结果表明：石墨化处理可明显的提高毡基碳／碳复合材料的抗氧化性能;毡基碳／碳复合材料的基体在氧化反应中优先氧化,氧化反应速率随温度的升高而增大;在高于或低于临界温度973 K时,毡基碳／碳复合材料的氧化反应分别受2种不同的机制控制,其反应活化能E,在石墨化前分别为7.91×10~4 J／mol和2.80×10~4J／mol,石墨化后分别为1.08×10~5J／mol和4.42×10~4J／mol。     

不同造孔剂对CA6-MA多孔材料性能的影响

以等离子熔融还原技术提取硅钛合金后的尾渣(<0.088 mm)和工业氧化铝(D50=8.79 μm)为原料,选取锯末、玉米淀粉和炭黑作为造孔剂,采用浇注成型工艺,在1550 ℃温度下烧成制得了六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料,对多孔材料的常温物理性能和成孔机理做了对比研究.采用15%锯末和30%玉米淀粉复合造孔剂可以制备出具备双峰孔径分布、显气孔率70%、耐压强度1.6 MPa的CA6-MA多孔材料.     

烧结温度对多孔陶瓷压电性能的影响

研究了烧结温度对海藻酸钠离子凝胶法制备3-1型多孔PZT压电陶瓷和凝胶注模法制备3-3型多孔PZT压电陶瓷性能的影响.结果表明:当烧结温度从1150℃升至1250℃,多孔PZT陶瓷的孔隙率降低,晶粒尺寸、介电常数、压电系数、厚度机电耦合系数和抗压强度增大,静水压压电系数与静水压品质因数随之降低.3-1型PZT陶瓷具有定...     

高温碳化温度对碳纤维性能的影响

对经过相同预氧化、低温碳化和不同高温碳化处理的碳纤维样品进行了拉伸强度、拉伸模量、密度的分析,找出了2种原丝在经过碳化工艺处理后拉伸强度、拉伸模量、密度与高温碳化温度的相关性,并对其影响机理进行了研究。研究结果表明:在一定的温度范围内碳纤维拉伸强度随着高温碳化温度的提高而增加,在高温碳化温度达到一定值时,碳纤维拉伸强度将下降;碳纤维拉伸模量均随着高温碳化温度的提高而增加;碳纤维密度均随着高温碳化温度的提高而降低。     

碳包覆对动力锂离子电池正极材料电化学性能影响

概述了碳材料包覆对动力锂离子电池正极材料LiFePO4、LiNi0．5Mn1．5O4和Li[Nil／3Co1／3Mn1／3】O2电化学性能的影响,综述了不同碳源炭化后形成的碳的特性及对各种电极材料性能的影响,总结了碳包覆动力锂离子电池正极材料的发展方向。     

烧结温度对锰渣制备多孔陶瓷材料的性能影响

以电解锰渣、废玻璃、高岭土、碳粉为原材料,在不同的烧结温度下制备多孔陶瓷材料,研究了烧结温度对多孔陶瓷材料性能的影响。通过XRD、SEM、压缩强度测试、孔隙率测试对样品的物相形貌及性能进行了表征,结果表明烧结温度为900℃的样品,综合性能最好,其抗压强度为11.98 MPa,孔隙率为59.1%。