碳基二氧化碳吸附材料研究进展

近年来，以CO₂为主的温室气体在大气中的浓度持续增加，温室效应日益加剧。二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳中和的托底技术，二氧化碳捕集成本占整个CCUS全链条的70%左右，开发低成本二氧化碳捕集技术是推动CCUS技术应用推广的重中之重。虽已开发多种先进材料(如沸石、金属有机骨架、介孔二氧化硅和聚合物)以应对二氧化碳捕集，但对活性炭(ACs)的研究仍是主流。碳材料具有来源广泛、价格低廉、孔隙结构丰富、物理化学性质稳定等优点，是一种极具应用潜力的二氧化碳吸附材料。现有碳基吸附材料仍存在二氧化碳吸附容量低、吸附选择性差等缺点，制约了其在二氧化碳捕集领域的应用，国内外研究人员开展了大量的碳基吸附材料改性工作，以满足工业应用需求。通过梳理碳基吸附材料造孔和表面改性两方面介绍了近几年国内外研究进展，总结了现有的物理活化法、化学活化法、模板法等造孔方法以及表面氧化、氮杂化、硫杂化、金属杂化等改性方法，并全面分析了不同方法的优缺点。针对目前的造孔技术，综合考虑选用更低成本的软模板剂和更易处理的硬模板剂；而在众多改性方法中，氮杂化改性和金属杂化改性目前研究较多，也是最有可...     

碳材料增强PA复合材料的研究进展

综述了高性能碳材料对尼龙(PA)改性的研究成果。简要介绍了目前应用于PA改性上的高性能碳材料，包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维及石墨等，介绍了高性能碳材料的结构与性质特点。分析了碳纳米管、石墨烯、碳纤维及石墨材料对改性后PA复合材料力学、热力学及电学等性能的影响。最后对高性能PA复合材料目前存在的问题及未来发展趋势进行了展望。     

动力型磷酸铁锂正极材料改性的研究进展

针对改性磷酸铁锂(LiFePO₄)材料作为锂离子电池正极材料的近期研究进行了综述。LiFePO₄虽然以其稳定性好、安全性好、环境友好而被认为是最具有发展前景的动力锂离子电池正极材料，但固有的电子电导率和锂离子扩散系数低下导致其电化学性能较差。针对提高其电化学性能的改性研究进行综述，分析了元素掺杂、表面碳包覆、颗粒纳米化和材料复合化4种改性策略对Li Fe PO₄电化学性能的影响，讨论了这4种改性策略的优缺点。分析表明，4种改性策略有效改善了锂离子扩散动力学和电子电导率，但是表面碳包覆和颗粒纳米化会降低材料的振实密度，导致能量密度低。最后，指出解决现存问题的研究方向，即开发电池性与电容性共存的改性策略将是一个可行方法。     

硼改性酚醛树脂加入量对铝碳材料性能的影响

为了改善铝碳材料的性能,以质量分数为40%的电熔刚玉(1~0.2 mm)、30%的Al2O3微粉(≤0.01mm)、25%的鳞片石墨(≤0.3 mm)、5%的添加剂(≤0.047 mm)为主原料,外加有机硼改性酚醛树脂粉和普通的酚醛树脂粉作为结合剂制备了铝碳材料。用热重分析法测定了树脂的残碳量,按相关标准测定了铝碳材料的常温抗折强度、高温抗折强度、显气孔率、抗氧化性、抗热震性,研究了硼改性酚醛树脂加入量(质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%)对铝碳材料性能的影响。结果发现:硼改性树脂的残碳量较高;加入硼改性酚醛树脂不利于铝碳材料的强度,但可以提高铝碳材料的抗氧化性和抗热震性。     

SiC改性C/C复合材料的制备及其烧蚀性能

采用超声波震荡法将SiC微粉添加到二维针刺碳毡预制体中,利用热梯度化学气相浸渗工艺沉积热解碳制备了SiC改性碳纤维增强碳基(carbon fiber reinforced catbon,C/C)复合材料.借助x射线衍射与扫描电子显微镜检测和观察材料的微观结构,利用氧-乙炔烧蚀实验测试材料的抗烧蚀性能.结果表明:SiC微...     

纳米碳材料的改性及其在PMMA阻燃中的应用进展

纳米碳材料作为一种新型环保材料，以其作为阻燃剂对于复合材料的热性能、力学性能、阻燃性能等都有明显的改善。综述了石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)和富勒烯(C₆₀)的改性方法，重点阐述了3种碳材料在聚合物阻燃中的应用，并对其在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的应用进行了分析和展望。     

二氧化碳浓度对低钙固碳胶凝材料性能影响及机理研究

为了实现建材行业的“碳达峰、碳中和”目标，使用工业钙质原料和硅质原料在1 350℃制备了一种低钙固碳胶凝材料，研究了不同CO₂浓度养护对低钙固碳胶凝材料碳化程度和碳化后性能的影响，并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)等测试手段进行了低钙固碳胶凝材料碳化后的产物分析、微观分析和机理分析。结果表明，随着CO₂浓度的提高，低钙固碳胶凝材料的碳化程度和抗压强度显著提高，当CO₂浓度为99.99%(体积分数)时，低钙固碳胶凝材料碳化8 h后的抗压强度为132.2 MPa,与CO₂浓度为25%时相比，抗压强度提高了260%。     

多元复合石墨相氮化碳/磷酸银光催化性能研究进展

石墨相氮化碳/磷酸银材料是一种很好的可见光光催化剂,但仍存在一些挑战和问题,限制了其实际应用能力。本文梳理总结了国内外利用银纳米粒子、碳材料、二维层状过渡金属硫化物、支撑材料、磁性Fe_3O_4、其他材料等对石墨相氮化碳/磷酸银复合改性的研究进展,介绍了其制备方法、应用、光催化增强机理等。本综述可以对后期石墨相氮化碳/磷酸银光催化剂的改性研究提供参考。     

基于德温特专利数据的低维纳米碳材料发展态势文献分析

富勒烯、碳纳米管和石墨烯等低维纳米碳材料为近年来纳米材料和纳米技术领域的研究热点。本文以3种典型的低维纳米碳材料为研究对象,通过对德温特（Derwent）专利数据库收录的从2005—2015年专利受理数量、国家分布、专利权人名称、学科类别及国际专利分类代码等相关信息进行分析,发现近年来研发人员更加关注石墨烯,对碳纳米管和富勒烯的关注度在逐渐下降。经过对全球低维纳米碳材料技术创新现状与发展趋势的分析,指出我国低维纳米碳材料在进一步发展中还存着研发领域发展不均衡、缺乏全方位发展战略的整体布局研究、技术成果不能顺利转化、经费投入偏低等问题,并针对以上问题提出了建设性意见,以期为我国低维纳米碳材料相关领域的技术创新和决策提供参考。     

MXene/聚合物复合材料研究进展

简要介绍了新型过渡金属碳/氮化物二维纳米层状材料MXene,对其制备、改性及在聚合物复合材料中的应用进行了系统综述.     

微生物燃料电池中碳材料改性阳极和碳基复合材料阳极的最新研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物的代谢作用将化学能转化为电能的新技术,近年来受到广泛关注。文章综述了MFC阳极碳材料改性和优化的最新研究成果,介绍了碳材料改性阳极和碳基复合材料阳极的种类、理化特性、产电性能及其在MFC中的应用。     

碳材料改性提高吸附性能的研究进展

碳材料由于高比表面积、大孔容、丰富的孔结构和可调表面化学性质，成为目前最重要的吸附材料之一。但碳材料对部分有机物质或金属离子的吸附效果不佳，需要对其进行表面改性，来提高其吸附性能。本文针对碳材料的化学改性方法进行全面阐述，分析其改性原理和效果，为不同吸附目的的碳材料的制备提供参考。     

无机物改性酚醛树脂耐热性的研究进展

介绍了酚醛树脂(PF)的特点及优势。从金属元素改性PF、非金属元素改性PF(包括硼改性PF、磷改性PF等)、纳米材料改性PF(包括碳纳米材料改性PF、层状硅酸盐材料改性PF、纳米氧化物改性PF、金属纳米粒子改性PF等)和复合改性PF等方面论述了无机改性PF的研究进展,并对无机物改性PF的发展前景进行了展望。     

直接空气捕碳固体多孔材料的研究进展

直接空气捕碳(DAC)技术属于一种负碳技术，作为碳捕集、存储和利用(CCUS)技术的有效补充，是助力实现“双碳”目标的重要技术之一。由于吸附能力强、再生能耗低、应用场景灵活以及结构可调性强，固体多孔材料在降低DAC经济成本和运行能耗方面具有不可替代的优势。本文从固体多孔材料的DAC原理出发，重点综述了包括沸石吸附剂、硅基吸附剂、炭基吸附剂、纳米氧化铝吸附剂、金属有机框架(MOF)材料吸附剂和多孔树脂材料吸附剂等DAC的研究现状，系统介绍和比较了固体多孔吸附材料的吸附容量、吸附选择性、水热稳定性、再生能耗以及循环稳定性方面的优缺点。本文着重分析了胺功能化改性和载体孔隙结构等因素对吸附CO₂性能的影响规律，对各类固体多孔材料在DAC应用中面临的挑战提出了具体的优化方向，并指出未来固体多孔吸附材料的设计开发应兼顾经济性和高效性，加快开展中试规模的DAC试验研究。     

锂离子电池正极材料LiCoPO_4的改性研究

锂离子电池正极材料LiCoPO_4具有电压高、容量大等优点,但因其导电率低没有得到广泛的应用。本文采用碳包覆的方法对LiCoPO_4进行改性研究,采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对碳包覆改性后的LiCoPO_4/C的结构和形貌进行表征。结果表明:不同碳掺量(0%、3%、6%、9%(wt))条件下制备的复合材料LiCoPO_4/C的特征峰与不掺碳改性的纯相LiCoPO_4的特征峰基本一致,即适量的碳掺量不会改变LiCoPO_4原有的晶型结构;当碳包覆量为9%时,制备的样品表面成功的包覆上一层活性碳,可以改善LiCoPO_4的导电率。     

多维无机材料复合改性PVC的性能研究

研究了一维CaSO4晶须、二维滑石粉、三维重质CaCO3和零维纳米CaCO3对复合改性聚氯乙烯(PVC)的力学性能影响,分析了改变多维无机材料的比例对改性PVC的性能影响。结果表明,与其他无机材料复合改性PVC相比,一维CaSO4晶须、二维滑石粉、三维重质CaCO3复合改性PVC的综合性能最好,加工性能最佳;一维CaSO4晶须和零维纳米CaCO3添加量为10份时复合改性PVC的冲击性能达到最大值;一维CaSO4晶须、三维重质CaCO3、二维滑石粉按照4/2/1的质量比复合改性PVC时综合性能最佳。     

电容去离子技术的电极材料研究进展

电容去离子(CDI)是一种装置结构简单、无二次污染、能耗低的新型水处理技术，被应用在海水淡化、苦咸水脱盐和废水处理等方面。文章分析了CDI的工作原理，从电极材料的比表面积、导电性能和盐吸附容量等方面综述了基于双电层理论的碳质材料和基于法拉第反应的赝电容材料，阐述了不同电极材料在掺杂和改性等操作修饰后对脱盐性能的影响，为当前研究提供理论基础和研究思路。     

苯并噁嗪树脂基复合材料研究进展

介绍了苯并噁嗪(BZ)树脂基复合材料的研究进展,包括无机颗粒材料改性[如MMT(蒙脱土)改性、不完全POSS(笼型倍半硅氧烷)改性、碳纳米材料改性和蛭石改性等]、纤维材料改性(如玻璃纤维改性、碳纤维改性和其他纤维改性等)以及橡胶改性;综述了改性BZ树脂基复合材料的改性机制。最后,对改性BZ树脂基复合材料的研究方向进行了展望。     

纳米碳材料对水性涂料的改性研究现状

本文介绍了水性涂料目前的优势及未来的方向,纳米碳材料水性涂料的制备工艺、纳米碳材料的分散方法以及应用于涂料行业的现状,总结了近几年纳米碳材料对水性涂料改性的研究成果,包含石墨烯改性涂料、碳纳米管改性涂料、纳米炭黑改性涂料和纳米碳化物改性涂料等以及其制备方法。分析和探讨了纳米碳材料应用于水性涂料所存在的问题,最后展望了纳米碳材料在水性涂料领域中的发展方向。     

孔活性炭储存CH_4的分子模拟

吸附天然气被认为是未来最具有发展前景的CH_4储存方式之一,其中的关键是寻找合适的吸附剂,使其具有良好的CH_4吸脱附性能。以纳米多孔碳材料作为多孔活性炭的结构,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和平衡分子动力学(EMD)的方法研究CH_4在纳米多孔碳材料中的吸附和扩散行为,通过考察不同因素的影响,期望获得高的CH_4吸附量和自扩散系数。其中,研究的主要因素有:构成多孔碳材料的石墨片微元的大小、多孔碳材料的不同密度、多孔碳材料的表面基团改性。结果表明:多孔碳材料对CH_4的吸附受石墨片微元种类和混合比例的影响不大;在所研究的多孔碳材料密度范围内,存在最优密度,能够获得最大的CH_4吸附量,此最优密度在0.50g·cm~(-3)左右,但是多孔碳材料的表面经羟基修饰后,最佳材料密度发生了偏移,此时最优密度在0.72 g·cm~(-3)左右;此外,经表面改性后的多孔碳材料吸附量大小顺序为:CH3OHCOCOOH;对于CH_4在多孔碳材料中的扩散,总体规律是低的密度,并且经过COOH修饰,其CH_4自扩散系数最大。