我国无机纳米复合材料制备进展

综述了近几年来国内在纳米复合陶瓷、金属基纳米复合材料、纳米复合镀层、介孔纳米复合材料、无机纳米复合膜、纳米多层复合材料及纳米碳管复合材料的研究进展,并指出了当前研究中存在的问题和解决方法。     

碳基纳米复合材料吸附剂的制备及应用进展

近年来,碳基纳米复合材料的制备与应用备受关注,尤其是碳基纳米复合材料作为吸附剂的研究取得了一系列重要进展。综述了碳基纳米复合材料在制备中起到的关键影响因素。重点介绍了碳基纳米复合材料所具备的高比表面积、强机械性能、热稳定性等独特性能,及其在重金属废水、大气污染物吸附领域中的功能化应用。最后阐述了碳基纳米复合材料研究的不足和未来的发展方向,提出了对碳基纳米复合材料进行更进一步多功能化的研究,深度挖掘其在吸附领域的发展潜力等建议。     

纳米碳材料的辐射改性及其应用进展

碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环境友好特性,能够满足绿色化学和可持续性发展的要求,因而其在复合材料中的应用成为相关领域的研究热点。纳米碳材料的引入可以显著提高复合材料的性能,并且还可以赋予材料新的性能,其在功能复合材料方面有良好的应用前景。然而,由于纳米碳材料自身的结构特点,其在溶剂和聚合物基体中的分散性、相容性和稳定性较差,这一直阻碍着其性能在复合材料中的发挥,甚至可能导致材料的整体性能降低。因此,提高纳米碳材料的分散能力和使用性能一直是研究的难点和热点。通过化学的方法提高纳米碳材料的分散能力,操作过程复杂,生产成本增加,且化学品试剂大多具有很强的毒性。近年来,纳米碳材料的辐射改性受到各界广泛的重视,利用辐射技术制备和官能化修饰纳米碳材料,可以显著提高纳米碳材料的分散能力和与基体的相容性。辐射刻蚀和还原技术用于纳米碳材料的制备时,可对其结构进行设计,例如辐射制备短切碳纳米管,降低了碳纳米管的长度,可有效提高分散能力。利用高能射线还可将氧化石墨烯进行还原,提供简单高效制备石墨烯的新方法和新思路。辐射接枝可用于纳米碳材料的表面修饰,例如在碳纳米管或石墨烯表面接枝聚合含碳碳双键的酯和芳香类聚合物,提高了纳米碳材料在溶剂和聚合物基体中的分散性能,有助于制备各种高性能功能材料。本文综述了近年来辐射技术在碳纳米管、氧化石墨烯及碳纳米纤维等材料改性及其应用方面的研究进展,总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其复合材料在生物医药、能源、智能材料等领域的最新研究进展,分析了辐射改性纳米碳材料的优势,并对今后辐射技术和纳米碳材料相结合的研究方向进行了展望。随着对纳米碳材料辐射改性的研究和产业化的不断深入,分散性能优异的纳米碳材料有望实现大规模低成本的连续批量生产,未来在功能化和高性能化复合材料等领域的应用也将会更加广阔。     

爆轰技术在纳米碳材料制备中的应用进展

在综合分析国内外文献的基础上,介绍了爆轰技术的特点,重点阐述了多项爆轰技术在纳米碳材料制备中的应用以及所得爆轰产物的形貌特征。目前,爆轰技术已广泛应用于纳米金刚石、纳米石墨、纳米碳管、富勒烯以及纳米碳包覆金属等多种新型纳米碳材料的制备,发展前景广阔。     

爆轰技术在纳米碳材料制备中的应用进展

在综合分析国内外文献的基础上,介绍了爆轰技术的特点,重点阐述了多项爆轰技术在纳米碳材料制备中的应用以及所得爆轰产物的形貌特征。目前,爆轰技术已广泛应用于纳米金刚石、纳米石墨、纳米碳管、富勒烯以及纳米碳包覆金属等多种新型纳米碳材料的制备,发展前景广阔。     

催化裂解甲烷制备-维纳米网状碳材料

通过沉淀法和相转移法的结合制备纳米催化剂.采用该催化剂催化裂解甲烷反应制备出了一维纳米网状碳材料,此类碳材料的比表面积为286m2/g.预计该材料具有良好的储氢、吸附性能.     

酚醛树脂原位催化裂解制备低维碳纳米结构

以Ni（NO₃）₂·6H₂O为催化剂前躯体,原位催化裂解酚醛树脂制备了碳洋葱、竹节碳和碳纳米管等低维碳纳米结构;用粉体X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段对低维碳纳米结构进行了表征。结果表明;当Ni（NO₃）₂·6H₂O与苯酚物质量比小于0.01时,Ni催化剂易分散,碳纳米管易生成,管径均一、分布稠密;当Ni（NO₃）₂·6H₂O与苯酚物质量比大于0.04时,Ni催化剂易团聚,碳纳米管管径分布较宽,分布稀疏;当Ni（NO₃）₂·6H₂O与苯酚物质量比为0.10时,Ni催化剂团聚现象严重,难以生成碳纳米管;提出了碳洋葱、竹节碳和碳纳米管不同碳纳米结构可能的形成机理。     

碳纳米纤维制备的研究进展

讨论了碳纳米纤维与碳纳米管的本质区别;介绍了多种碳纳米纤维制备的研究方法和化学气相沉积(CVD)法制备碳纳米纤维的研究进展;并对各种制备方法的优缺点进行了评述;同时讨论了影响气相生长碳纳米纤维的各种因素.     

碳纳米纤维的制备及其复合材料在军工领域的应用

碳纳米纤维作为一种新型的碳材料,具有优异的物理、力学性能和化学稳定性。详细介绍了碳纳米纤维的主要制备方法,包括基体法、喷淋法、气相流动催化法及静电纺丝法等,并比较了各种制备方法的优缺点,阐述了碳纳米纤维复合材料在军工领域的应用,展望了碳纳米纤维及其复合材料的制备工艺及应用领域。     

碳纳米管/高分子复合材料的制备及应用研究进展

将碳纳米管掺杂到聚合物母体中形成的碳纳米管/高分子复合材料具有良好的力学、导电和非线性光学性质。在聚合物中添加少量碳纳米管可以明显改变聚合物的结晶和形貌。大量研究表明,这些复合材料在诸如太阳能电池、有机发光器件、光限幅、光学开关、防护涂料以及人造肌肉等方面具有潜在的实际应用价值。文中介绍了碳纳米管/高分子复合材料的制备方法及其在高科技领域中的应用潜能。     

改变基底合成不同形貌碳纳米管宏观结构

采用化学气相沉积法,选用不同基底和表面涂层合成了碳纳米管垂直阵列薄膜、管束和条带三种碳纳米管宏观结构,并用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）进行了表征。结果表明：在石英涂层上合成的定向碳纳米管薄膜厚度达毫米级;在表面有Al2O3涂层的不锈钢基底上可合成碳纳米管垂直阵列薄膜和不同尺寸宏观管束结构;在表面有SiO2涂层...     

吲哚基掺氮分级多孔炭的制备及其对酸性橙74的吸附性能

以吲哚为碳源、氧化钙为模板耦合KOH活化并调节活化终温,制备出表面掺氮的层状分级多孔炭(HPC_T),研究了其对酸性橙74的吸附性能。结果表明：随着活化温度的提高这种多孔炭的比表面积增大,活化终温为900℃时制得的HPC₉₀₀比表面积高达1629 m²/g。这种炭材料具有相互连接的层状结构,且随着活化温度的提高炭壁层变薄。这种炭材料的表面有丰富的含氮官能团C-NH₂,随着活化温度的提高C-NH₂的含量随之提高。C-NH₂官能团与酸性橙74发生π-π堆积效应或静电相互作用,有利于提高其吸附性能。Freundlich模型能很好地描述HPC_T对染料的吸附过程,在50 mg/L的平衡浓度下HPC₉₀₀对废水中酸性橙74的吸附量超过270 mg/g;拟一级动力学方程能更好的描述HPC_T对酸性橙74的吸附过程,物理吸附为控速步骤。     

Carbon Dots Strongly Immobilized onto Carbon Nanohorns as Non-Metal Heterostructure with High Electrocatalytic Activity towards Protons Reduction in Hydrogen Evolution Reaction

Highly performing, non-metal inexpensive electrocatalysts for the production of hydrogen via electrochemical water splitting are called for the replacement of current platinum-based ones. In order to speed up the electrocatalytic hydrogen evolution, abundant active sites but also efficient charge transfer is needed. In this context, 0D carbon dots (CDs) with large specific surface area, low cost, high conductivity, and rich functional groups emerge as promising non-metal electrocatalysts. Additionally, the use of conductive substrates provides an effective strategy to boost their electrocatalytic performance. Herein, the unique 3D superstructure of carbon nanohorns (CNHs), as well as without any metal content in their structure, is used to provide a conductive support of high porosity, large specific surface area, and good electrical conductivity, for the in situ growth and immobilization of CDs, via a simple hydrothermal method. The direct contact of CDs with the 3D conductive network of CNHs promotes charge transfer, accelerating hydrogen evolution. The all-carbon non-metal CDs/CNHs nanoensembleshows an onset potential close to the one of Pt/C, low charge transfer resistance, and excellent stability.     

碳气凝胶载铂催化剂对甲醇的电催化氧化性能

以用溶胶凝胶法制备的碳气凝胶(CA)作为催化剂载体,用间歇微波法制备了碳气凝胶载铂催化剂。用电感耦合等离子光谱仪(ICP)测定了催化剂中Pt的含量,用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌、粒径分布以及颗粒粒度进行了表征。结果表明,碳气凝胶载铂催化剂粒子分布均匀、粒径集中,平均粒经为4 nm.用能量散射X射线能谱(EDX)分析了催化剂的化学成分,用循环伏安法、线形扫描伏安法和计时电流法对催化剂的电化学性能进行了表征.结果表明,以碳气凝胶为载体的催化剂比以活性炭为载体的催化剂具有更高的催化活性。     

微米螺旋碳纤维的电容特性

用CVD法合成微米螺旋碳纤维（carbon microcoils,CMCs）,用硝酸和KOH等对其进行纯化和活化处理,用扫描电镜（SEM）、光学显微镜观察其形貌,用X-射线能谱仪分析反应后催化剂成分,并采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学方法分析CMCs超级电容器性能。结果表明,在50 mA·g^-1电流密度条件下,初始CMCs产物的比电容为12.7 F·g^-1,纯化处理后的比电容为41.4 F·g^-1,活化处理后则达到111.1 F·g^-1,为处理前的8.75倍。表明纯化特别是活化处理使其电容性能显著提高。