膨胀石墨基炭/炭复合材料的制备及其苯酚吸附性能

以蔗糖为炭源,磷酸为活化剂制备出了膨胀石墨基炭/炭复合材料(EGCs).采用SEM和氮气吸附法对材料进行了表征.结果表明,复合材料保留了膨胀石墨的网络状孔隙结构,活性炭主要涂覆在膨胀石墨蠕虫二级孔的孔壁上,涂覆厚度在87nm左右.研究了磷酸/蔗糖比(Xp)、活化温度、活化时间对复合材料孔结构和比表面积的影响.在Xp=0.9、活化温度为350℃和活化时间为120min时所得的复合材料比表面积最高,达到1948m2/g,其对苯酚的吸附量为173.1mg/g,较同工艺制备的活性炭颗粒提高了24.8%.     

膨胀石墨基炭/炭复合电极的制备及含酚废水的降解

以压缩膨胀石墨为基体、蔗糖为炭源、磷酸为活化剂,经碳化、活化压片制得膨胀石墨基炭/炭复合电极(EGC电极)。采用低温液氮吸附法和扫描电镜(SEM)进行表征,研究了蔗糖浓度对电极表面结构和孔道特征的影响规律,并以苯酚为处理目标物,考察了不同的电解条件。结果表明,EGC电极以膨胀石墨为骨架,包覆炭膜,孔径主要分布在0.5～2.5nm之间,蔗糖浓度为50%制备的EGC电极比表面积最高,电化学氧化苯酚效果最优。电解苯酚试验中,降低苯酚初始浓度、增加电流密度和电解质浓度有利于提高苯酚的降解效率。     

镍铁氧体插层膨胀石墨水泥基材料的电磁屏蔽性能

研究了膨胀石墨及镍铁氧体(NiFe2O4)插层膨胀石墨对水泥浆体电磁屏蔽性能的影响。利用同轴法兰法测试了填充不同改性石墨水泥浆体的电磁屏蔽效能。结果表明,填充镍铁氧体插层膨胀石墨水泥浆体的电磁屏蔽效能可在整个测试频段获得大幅提高,特别是显著改善了低频段(30~1 000 MHz)的电磁屏蔽性能。掺加15%镍铁氧体插层膨胀石墨水泥浆体的电磁屏蔽效能SE值最高可达26 dB。     

空心石墨化炭的合成与表征(英文)

采用乙醇为碳源,乙酸钴为催化剂,通过简易的溶剂热"一锅法",在600℃下制备了石墨化炭空心材料(GHS)。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱法(Raman)对产物的结构和形貌进行了表征。结果表明:材料具有较高的石墨化程度,并呈现明显的中空结构。     

石墨化参数对四向炭/炭复合材料残余应力的影响

依据四向编织炭/炭复合材料的结构特点,建立了能反映其编织方式和空间构型的单元体胞模型.在单胞几何模型和介观计算力学基础上,采用有限元方法研究了在不同石墨化温度、降温梯度和界面刚度情况下四向编织炭/炭复合材料的残余热应力分布.研究表明:低温石墨化复合材料的残余热应力比高温石墨化时小.界面刚强度低时石墨化过程中残余热应力比界面刚强度高时小.冷却速率越快,残余热应力越大.     

炭纸/石墨基体NiHCF膜的碱金属离子分离性能

采用毛细化学沉积法在炭纸/石墨颗粒复合导电基体的微孔通道内合成铁氰化镍(Nickel hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜,并考察了膜电极在碱金属溶液中的电控离子交换性能.通过扫描电子显微镜、能量色散谱、X射线光电子能谱、红外分子吸收光谱等分析了复合薄膜电极的表面形貌及组成;利用离子色谱检测了再生液中碱金属离子浓度变化;应用循环伏安法在1 mol · L~(-1) KNO_3/C_sNO_3溶液中考察了膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力.结果表明:炭纸/石墨复合基体具有三维多孔结构特征,复合基体NiHCF膜电极具有大的离子交换容量、低的扩散阻力、良好的循环稳定性与再生能力,可用于碱金属离子的选择性分离.     

膨胀石墨／TiO2中原油的降解性能

以膨胀石墨（EG）为载体,钛酸丁酯为钛源,采用两种工艺制备了膨胀石墨／TiO2,产物分别记为EG／TiO2-1和EG／TiO2-2。XRD分析了产物的物相并确认TiOz已负载到膨胀石墨中。使用FT-IR光谱分析了被吸附原油的降解。结果表明：在紫外光（UV）照射下,吸附在纯EG、EG／TiO2-1和EG／TiO2-2中的原油均能被降解。原油在三种情况下降解程度顺序为：EG／Ti02-2〉EG／TiO2-1〉纯EG。     

膨胀石墨/聚苯胺原位复合材料导电性能研究

在石墨掺杂量相对于苯胺的质量分数为3％的情况下,探究了复合材料的导电性随十二烷基苯磺酸钠用量的变化规律,得出当nSDBS/ nAn=1∶1时的电导率最高,同时探究了复合材料的导电性随盐酸浓度的变化规律,得出最佳 盐酸浓度为1.5mol/L;在固定SDBS用量的情况下,探究了复合材料的导电性随石墨用量的变化规律,得...     

炭/炭复合材料表面C/SiC/Si-Mo-Cr多层复合防氧化涂层研究(英文)

为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能,采用料浆涂刷法首先在C/C复合材料表面制备了预炭层,然后以Si粉及石墨粉(Si粉与石墨粉的质量配比为:60～80:10～25)为原材料采用包埋法经高温热处理获得C/SiC内涂层,最后在涂有C/SiC内涂层的C/C复合材料表面采用包埋法制备Si-Mo-Cr外涂层。借助扫描电镜、X射线衍射、电子能谱等分析测试手段对涂层试样的微观结构进行了分析,研究了涂层C/C复合材料在1 873 K和1 973 K下的氧化行为。结果表明:由于涂层氧化过程中表面生成了SiO2和Cr2O3复合玻璃层,其在1 873 K温度下表现出优异的防氧化性能,可以有效保护C/C复合材料达135 h。当氧化温度提高至1 973 K并氧化30 h后,该复合涂层氧化过程玻璃层完整性被破坏,涂层失效。     

用柔性石墨制备低密度膨胀石墨块

通过在浓硫酸或浓硝酸中浸泡柔性石墨纸（板），然后在200℃～750℃膨化制备了低密度膨胀石墨块。研究了插层剂、插层时间和膨化温度对膨胀石墨块体积密度和外形完整程度的影响。结果表明：膨化温度越高，制得的膨胀石墨块密度越低，越难获得完整的外形。以浓硫酸或浓硝酸插层时，适宜的膨化温度分别约为550℃和650℃，插层时间应为3h以上。发现膨胀石墨块主要存在两种外观，一种为均匀膨胀，另一种为非均匀膨胀。     

膨胀石墨/MnO2超级电容器电极材料中膨胀石墨的作用机制

采用一种简便的方法制备出了单相α-MnO₂和膨胀石墨(EG)/MnO₂复合物。实验结果表明EG/MnO₂复合物有着比单相α-MnO₂更高的比电容和更加优异的倍率性能。随后采用XRD、TG、EIS、BET等手段对复合材料中EG的作用机制进行了研究,结果发现在EG/MnO₂复合物中出现了δ相MnO₂(δ-MnO₂为层状结构,相较于α-MnO₂更加有利于离子的扩散和传输),δ-MnO₂大约占复合物总质量的30wt%,EG占3.4wt%。EG/MnO₂复合物的电荷转移电阻显著低于单相α-MnO₂。EG/MnO₂的比表面积为38.7 m²·g^-1,而单相α-MnO₂的比表面积只有21.6 m²·g^-1,更大的比表面积使材料与电解液接触更为充分,从而降低了电荷转移电阻。综上,复合材料中EG的作用机制是通过自身的层状结构诱导了MnO₂在其上沉积形成了层状的δ-MnO₂,同时抑制了MnO₂颗粒的生长,增加了颗粒与电解液的接触面积,降低了电荷转移电阻,从而增大了比电容,也提高了其倍率性能。     

单根膨胀石墨蠕虫压片的晶粒结构

用金相显微镜研究了单根膨胀石墨蠕虫压片的表面,发现其具有类似于金属的金相结构.用金属粒度评级软件对所得图像的晶间界进行重构,并分析了其平均粒径.结果表明:蠕虫压片晶粒平均粒径为30 μm～45μm,与原始天然鳞片石墨的粒度及膨胀工艺无关.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与原子力显微镜(AFM)观察表明:蠕虫压片晶粒存在亚结构,亚结构晶粒内部石墨的结晶完善,单个亚晶粒与原始鳞片石墨外观相同,呈片状,La为3μm ～8μm,Lc为30nm ～80nm.此外,根据XRD数据计算了压片后的膨胀石墨晶粒的取向度和峰背比值,发现晶粒沿垂直于压力的平面取向排列,并且压力越大,晶体的取向越明显.     

无硫高倍膨胀石墨的制备及影响因素探讨

以鳞片石墨、硝酸、乙酸酐、高锰酸钾为原料，采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥、高温膨胀过程制备膨胀石墨，利用正交试验方法确定最佳工艺条件，并对相关影响因素及插层机理作了初步探讨。结果表明：按鳞片石墨：硝酸：乙酸酐：高锰酸钾(质量比)=1：0．7：1．5：0．4，反应时间90min，反应温度30℃～40℃的条件可以制备出膨胀体积达478mL/g的高倍无硫膨胀石墨。相关影响因素的大小依次为：高锰酸钾、硝酸、乙酸酐、反应时间，其中高锰酸钾的影响程度远大于其他三个因素。     

W-Mo-Si/SiC Oxidation Protective Coating for Carbon/Carbon Composites

A W-Mo-Si/SiC double-layer oxidation protective coating for carbon/carbon （C/C） composites was prepared by a two-step pack cementation technique. XRD （X-ray diffraction） and SEM （scanning electron microscopy）results show that the coating obtained by the first step pack cementation was a thin inner buffer layer of SiC with some cracks and pores, and a new phase of （WxMo1-x）Si2 appeared after the second step pack cementation. Oxidation test shows that, after oxidation in air at 1773 K for 175 h and thermal cycling between 1773 K and room temperature for 18 times, the weight loss of the W-Mo-Si/SiC coated C/C composites was only 2.06%. The oxidation protective failure of the W-Mo-Si/SiC coating was attributed to the formation of some penetrable cracks in the coating.     

石蜡/膨胀石墨复合相变储热材材料的性能研究

以石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构,利用膨胀石墨的多孔吸附特性,制备出了石蜡含量90%(质量分数)的石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料.采用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PM)、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热分析(DSC)对复合相变储热材料的结构和性能进行了表征.结果表明,膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态,石蜡被膨胀石墨微孔所吸附,在石蜡质量含量为90%时仍保持定型特性;复合相变储热材料没有形成新物质,其相变温度与石蜡相似,相变焓与基于复合材料中石蜡含量的相变焓计算值相当.     

锂离子电池用硅/石墨/碳复合负极材料的电化学性能

采用湿法混料及高温热解法制备了锂离子电池用硅/石墨/碳复合负极材料,并研究了不同配方的复合材料结构及电化学性能。研究发现,硅含量为20%(质量分数)时,复合材料首次可逆容量为865mAh/g,循环30次后仍为757mAh/g,容量保持率可达88%,大大改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。     

基于膨胀石墨/聚二甲基硅氧烷复合材料的柔性压力传感器及加热除冰的应用

积冰作为一种常见的自然现象,给航空、电力和道路交通等方面带来了极大安全隐患。本文利用膨胀石墨优异的导电性和聚二甲基硅氧烷良好的柔韧性与疏水性,制备具有探冰与电热除冰功能为一体的膨胀石墨/聚二甲基硅氧烷的复合材料(Expandable graphite/polydimethylsiloxane, EG/PDMS),并研究其疏水性、压阻性能和电热效应。结果表明,EG/PDMS复合材料传感器压力灵敏度最大为0.15 kPa?1,且能在10~110 kPa大范围内产生线性压阻反应;在电加热过程中,当输入电压为30 V、输入电流为0.05 A时,最高平衡温度为94.7℃,完全融化10 g冰的时间为166 s。EG/PDMS复合材料不仅可以监测其表面积冰厚度变化,还可通电加热除冰,在探冰/除冰领域具有较大的应用价值。      

石墨为吸波剂水泥基膨胀珍珠岩砂浆吸波性能研究

用石墨粉、闭孔膨胀珍珠岩与硅酸盐水泥等材料,制成具有电磁波吸收功能的砂浆层.应用弓形法对砂浆在2～18GHz吸波性能进行了测试,研究不同石墨含量、不同砂浆厚度与砂浆吸波性能的关系.当砂浆层体积中含有30%的膨胀珍珠岩,含有200目(mesh number)石墨粉含量为20%wt时,比含量15%和25%吸波效果好;粒径为...     

石墨/树状大分子复合材料的分子动力学模拟

在COMPASS(Condensed-phase optimized molecular potentials for atomistic simulation studies)力场下, 对以氨(Amine)、 丁二胺(Butanediamine)为核的1代~3代(1G~3G)石墨/树状大分子纳米复合材料进行了分子动力学模拟(Molecular dynamics simulation)。介绍了复合体系的构建过程及分子动力学模拟细节, 从微观构形、 能量变化研究了正则系综(恒定的NVT)中6种插层复合物的稳定性及其机理, 最后利用径向分布函数(Radial distribution function)对能量变化结果进行了分析。结果表明, 当树状大分子体积较小时, 石墨层容易弯曲, 体系能量较高, 导致复合体系不稳定; 随着树状大分子代数的增加, 石墨层形变减小, 体系能量降低, 3代时树状大分子体系最稳定。