从Lyocell纤维制备纳米纤维素

介绍了利用Lyocell纤维结构上的特点制备纳米纤维素的研究。包括以Lyocell纤维为原料,在机械外力作用下制备纳米纤维;在酸和氧化物作用下制备纳米球;以Lyocell凝胶为原料制备纳米球。     

纤维素基碳纳米纤维对ABS性能的影响

纤维素纳米纤维(CNF)水凝胶经过冷冻干燥、炭化制备纤维素基碳纳米纤维(CCNF),并将CCNF用于增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂。结果表明:不同浓度CNF炭化产物均以三维网状碳纳米纤维结构为主。氢、氧元素的脱除反应主要发生在低于400℃时,在1 000℃时芳环中的C=C峰几乎消失。ABS/CCNF复合材料拉伸强度随着CCNF含量的增加先增加而后下降,质量分数1%时达到最大值,拉伸强度为43 MPa,模量随着CCNF含量的增加而升高。     

纳米纤维素纤维凝胶特性及其应用

纳米纤维素纤维在水溶液中可以通过物理缠绕以及氢键结合的方式形成具有稳定三维网络结构的水凝胶。纳米纤维素水凝胶具有无毒性及良好的生物相容性,在生命科学领域应用前景广阔。而纳米纤维素气凝胶保持凝胶的三维网络结构,其高比表面积、低密度及优异的隔热性能等在建筑、能源电子器件、油水分离等领域也同样有着巨大的应用潜力。本文从纳米纤维素基本特性、纳米纤维素水凝胶、纳米纤维气凝胶研究及应用情况进行了介绍,并分别对纳米纤维素水凝胶与气凝胶的优异性能及应用进展进行了总结。     

酚醛基活性碳球电极材料的研究与发展

综述了酚醛基碳球作为电极材料的最新研究进展,包括活性碳球的特点,活性碳球的分类。主要介绍了酚醛基碳球作为电极材料在超级电容器和电池中的应用及电化学性能。阐述了酚醛基碳球作为一种碳材料在电极领域中具有很广泛的应用前景。     

纳米活性炭/锌锰复合电极材料的制备及性能

使用溶胶-凝胶法合成锌掺杂二氧化锰的纳米晶电极材料,将其与干式振动滚压法制备的纳米活性炭混合制成超级电容器所需的片状电极。纳米活性炭材料为类球状颗粒,粒径约为50 nm,且为微孔和中孔并存的狭缝结构;制备的锌掺杂二氧化锰纳米晶材料为中孔占优的孔隙结构,含有纳米锌和氧化锌的成分,经XRD测试和比表面分析,得到此纳米晶材料的平均粒径小于30 nm。分析显示,经滚压振动研磨改性的纳米活性炭与10%纳米晶锌锰材料混合的电极材料具有较好的电容性能,比电容达到299 F.g-1。     

PAN基碳纳米微球的制备及表征

通过种子乳液聚合得到聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PAN/PMMA)核壳结构的纳米微球。将经冷冻干燥后得到的PAN/PMMA纳米微球进行预氧化和炭化处理,成功制备出粒径为50 nm的碳纳米微球(Carbon Nanospheres,CNSs)。并利用光散射、傅立叶红外线光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等技术对所合成的PAN/PMMA纳米微球和CNSs进行分析。实验结果表明,PMMA的加入有利于降低PAN基CNSs的粒径,且炭化温度在500～600℃之间得到的CNSs的分散性最好。     

纤维素碳气凝胶及纳米铁氧体材料研究进展

重点综述了纤维素碳气凝胶和铁氧体以及其复合材料在污水处理方面的研究进展,结果表明,复合材料表现出更优异的性能,尤其在污水处理领域有潜在的应用价值。因此,可将2种价格低廉、易得的材料复合以缓解水资源短缺并促进环境友好。     

芳纶复合纳米纤维气凝胶的制备及其性能研究

将SiO2纳米粒子加入到由去质子化方法制备的芳纶纳米纤维分散液中,制备芳纶复合纳米纤维气凝胶.通过一系列表征测试,分析了无机纳米粒子添加的芳纶复合气凝胶的力学性能、热性能和燃烧性能.试验结果表明:制得的复合纳米气凝胶的密度为5.6 mg/cm3,在80％压缩应变下可承受280 kPa的应力,并且具备低导热系数[27.0...     

碳基柔性电极材料的研究进展

碳材料具有优异的力学性能、导电性能和储能性能,既可以与高分子材料基底复合,也可以直接作为柔性电极的基底材料。本文主要对碳纳米管和石墨烯在碳基柔性电极材料中的研究进展进行了综述,并对其发展趋势进行了展望。     

聚丙烯腈基多孔碳纳米纤维的制备及其结构与性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为碳源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为造孔剂,采用静电纺丝法制备出PAN/PVP复合纳米纤维,经水洗处理以及预氧化和碳化处理制备出PAN基多孔碳纳米纤维,采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪以及X射线衍射仪对碳化前后纤维的形貌和结构进行了表征,采用比表面和孔径分布分析仪、电化学工作站对多孔碳纳米纤维的比表面积、孔径分布及电化学性质进行了研究。结果表明:在预氧化和碳化处理过程中PAN基多孔纳米纤维的结构发生了变化,形成了碳碳键的环状结构;随着PVP含量的增加,多孔碳纳米纤维的比表面积增大,比电容增大;当加入PVP的质量分数为20%时,PAN基多孔碳纳米纤维的比表面积和孔体积可以达到216.684 m2/g和0.102 m3/g,扫描速率为5 m V/s的条件下其比电容可达154.36 F/g,电极电阻为3.64Ω。     

利用玉米秸秆纤维素制备碳气凝胶的研究

将玉米秸秆中的纤维素通过碱处理以及漂白处理的方法提取出来,再将玉米秸秆纤维素分散在水中,并通过超声以及冷冻干燥的方法制成玉米秸秆纤维素气凝胶,最后将气凝胶高温碳化制得玉米秸秆纤维素碳气凝胶。通过扫描电镜（SEM）,红外光谱（FT-IR）,X射线衍射仪,水接触角（WCA）等对玉米纤维素气凝胶以及碳气凝胶进行表征测试,并使用不同油类以及有机溶剂进行玉米秸秆纤维素碳气凝胶的吸附、解吸实验。结果表明,制备的玉米秸秆纤维素碳气凝胶（CA-200）相较于同质量比的气凝胶（AE-200）具有更好的三维结构以及优良的疏水性能。制得的碳气凝胶其水接触角能达到135°,并且其对植物油、润滑油以及乙醇的吸附性能可达自身质量的80～140倍。相较于没有经过碳化的气凝胶AE-200的吸附性能提升了50倍左右。     

醋酸纤维素纳米纤维复合气凝胶的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为原料,通过静电纺丝制备CA纳米纤维;将CA纳米纤维在去离子水中形成均匀的分散体,然后在分散液中引入N-羟甲基丙烯酰胺(HAM),通过冷冻、热处理制备CA纳米纤维/HAM复合气凝胶(CNFA);探讨了HAM添加量对CNFA力学性能和隔热性能的影响.结果表明:当纺丝液CA质量分数为15％时,静电纺CA...     

超级电容器用碳基电极材料的研究进展

随着人们对能源和环境可持续发展的要求不断提高,开发以超级电容器为代表的高性能、低成本、无污染的新型绿色储能装置受到人们广泛关注.碳基材料以其特有的优势成为超级电容器电极材料研究的重点,主要介绍了以活性炭、碳纳米管、石墨烯、杂原子掺杂碳材料为代表的碳基电极材料应用于超级电容器的情况,并对其前景进行了展望.     

橡胶木纤维素纳米纤丝/二氧化锰/碳纳米管柔性电极材料的制备及表征

以橡胶木为原料,通过化学处理得到橡胶木纯化纤维素(PCF),在此基础上通过高速剪切结合超声波处理制备得到纤维素纳米纤丝(CNF)。通过单相合成法制备二氧化锰(MnO₂)纳米片。以CNF为结构支撑体,MnO₂纳米片和碳纳米管(CNTs)作为活性电极物质,通过真空抽滤的方式制备CNF/MnO₂/CNTs柔性电极材料。采用多种手段对CNF、MnO₂以及电极材料的结构性能进行表征,并测试了电极材料的电化学性能。结构性能表征结果表明：CNF的直径为3~10 nm,具有大的长径比,是很好的结构支撑体,CNF为纤维素Ⅰ型结构;MnO₂纳米片为片层花瓣状结构,晶型为δ型。电化学性能测试结果表明：在扫描速率为50 mV/s时电极材料的比电容值为78.45 F/g,在电流密度为0.1 A/g时的电极材料比电容值为97.02 F/g,在低频区时,交流阻抗(EIS)曲线的直线部分斜率较大,表明电极材料具有良好的电容特性,在200次充放电循环测试过程中,电极材料的电容保留率始终维持在99%左右,表明该电极材料具有良好的电化学性能并且具有一定的柔性变形能力,可用作超级电容器的电极材料。     

二氧化铈掺杂中空碳纳米纤维的制备及电化学性能

以葡萄糖为碳源,硝酸铈为铈源,去离子水做溶剂合成前体,使用实验室自制阳极氧化铝模板（anodized aluminum oxide,AAO）作为硬模板,采用真空压力诱导技术将前体注入到AAO的纳米孔道内,热分解合成二氧化铈纳米粒子（CeO₂-NPs）掺杂的中空碳纳米纤维（CeO₂/HCFs）。使用拉曼光谱、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征,结果表明,CeO₂/HCFs具有平均直径约为200nm的中空管状结构,具有较好的碳化程度,CeO₂-NPs均匀分布在HCFs中,其晶型为面心立方晶系。通过循环伏安法（CV）与安倍电流-时间法（I-t曲线）技术,研究了支持电解质的pH对检测结果的影响以及CeO₂/HCFs对抗坏血酸的电化学催化性能,实验结果表明支持电解质在pH=4.18时具有最稳定的检测电流,CeO₂/HCFs对抗坏血酸有较高的电化学活性,修饰电极的灵敏度为505.4μA/(cm²·mmol),检出限为0.55μmol/L,线性范围为2.5~8.4mmol/L,具有良好的选择性、稳定性和重现性。该方法快捷、灵敏、稳定、操作简便,具有较大的应用潜力。     

电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维在超级电容器中的应用

静电纺丝法制备聚丙烯腈（PAN）基纳米纤维具有较大的比表面积、较高的机械强度、优异的纳米结构及良好的化学稳定性。以PAN纳米纤维为基础,进行多方位设计与合成的电极材料在超级电容器中表现出优异的电化学性能,具有广阔的应用前景。本文根据电极材料分类,主要综述了近年来PAN基多孔结构电极材料、杂原子掺杂电极材料以及与碳系材料、导电聚合物、金属氧化物复合等电极材料的研究进展;讨论了电极材料的结构特征、制备方法及其提高电化学性能的原理;最后指出了上述研究中存在的问题,并对未来PAN基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

植物纤维素基碳气凝胶的制备及应用研究进展

植物纤维素基碳气凝胶具有低密度、可生物降解、优异的吸附性能和电化学性能稳定等特点。本文围绕其原料来源、制备工艺及其在环境治理和能量储存与转化方面的应用,分析了植物纤维素基碳气凝胶的性能及研究进展。详细叙述了以棉花、木材、竹纤维等为原料的植物纤维素基碳气凝胶的制备方法,如：溶胶-凝胶法、水热炭化法、直接炭化法等。分析了制备过程中干燥方法、溶剂的选择及置换、复合改性等影响因素,并介绍了碳气凝胶在空气净化、油水分离、有毒化合物、重金属离子的去除等环境治理及能量转化与储存方面的。     

微波CVD法制备碳纳米球及结构表征

以甲烷为碳源气体,在不使用催化剂的条件下采用微波化学气相沉积法合成了直径为50nm左右的碳纳米球。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和拉曼光谱等手段对碳纳米球的形貌与结构进行观察和分析。实验结果表明,本实验所合成的碳纳米球具有较高的纯度,碳球为实心结构,由围绕着中心排列组成的未闭合的石墨层构成。并结合实验结果对碳纳米球的生长机理进行了探讨。     

螺线型碳纳米纤维基整体式催化剂活性载体

本工作采用一种简便的一步化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)法,在泡沫镍基底上直接生长螺线形碳纳米纤维（CNFs/NF）作为对析氧反应有活性的整体式催化剂载体。在1 mol/L KOH为电解质溶液的三电极电解池中,与 CNFs/NF电极材料电化学表面积(ECSA)成正比的的双层电容Cdl值达到13.69 mF/cm2。通过循环伏安法,电化学阻抗谱和线性扫描伏安曲线等电化学手段,验证了CNFs/NF适于做具有析氧反应活性的催化剂载体。CNFs/NF需要260 mV,385 mV的析氧反应过电势以实现10 mA/cm2和100 mA/cm2的电流密度。