新型炭微球的制备及性能研究

采用悬浮缩聚法制得烯丙基COPNA-BMI树脂微球,然后经过炭化处理后得到新型炭微球.采用SEM观察这种树脂微球及炭微球的表面形貌;采用FT-IR分析该树脂微球炭化过程官能团的变化;采用元素分析仪对不同温度下该树脂微球C、H、O、N元素的含量进行测定;采用XRD对炭微球的微晶结构进行分析.研究表明,炭微球到具有很好的球形和表面光洁度,其结构为无定形炭;随着炭化温度的升高,炭微球的C含量逐渐增加,H、O含量明显降低.     

葡萄糖基炭微球的制备与结构表征

以葡萄糖为碳源制备炭微球,考察了原料浓度、反应时间和反应温度对所得炭微球形貌和产率的影响,并测定了其表面官能团的种类和数量。结果表明,葡萄糖浓度为0．5mol／L、反应温度为180℃、反应时间为7h的条件下制备了粒径300nm左右、分数性较好的炭微球。所得炭微球表面合有丰富的羟基、羰基、羧基等含氧官能团,采用联碱中和法定量测定了上述官能团的含量。     

由中间相炭微球制备高密度各向同性炭

以中间相炭微球（ＭＣＭＢ）为原料，在常温下压制成型。所用ＭＣＭＢ由不同一次吡啶不溶物含量的煤焦油在不同的条件下聚合后通过热过滤及吡啶抽提分离而得。考察了不同原料、成型压力、热处理温度及升温速率对炭制品的密度及收缩率的影响。１０００℃下炭化后炭制品的表观密度最高达１．７５ｇ／ｃｍ３。     

半纤维素基炭微球的水热制备与功能化研究

以玉米秸秆半纤维素为碳源水热制备炭微球,并以其为载体原位担载硅钨酸制备功能炭球@硅钨酸复合物。结果表明,低温水热条件下半纤维素可直接炭化制得微米级的炭球;复合物中硅钨酸的存在对炭球形貌和尺寸没有影响,但有助于炭微球的石墨化,并与表面富含官能团的炭球存在相互作用;硅钨酸典型的Keggin结构在复合物中依然保留。所得炭球@硅钨酸复合物可望用作良好的催化材料。     

淀粉基炭微球的制备及结构分析

以马铃薯淀粉为原料,采用磷酸氢二铵进行稳定化处理,然后通过炭化制得了淀粉基炭微球。采用SEM、TEM、XRD和N2吸附实验对所制得的炭微球的形貌和结构进行了表征。研究表明,实验所制备的炭微球成功地保持了原料淀粉的天然球形形貌,其碳质结构具有典型的无定形结构特点,但在其无序结构周围存在着一些炭微晶。炭微球的BET比表面积为554m2/g,总孔容为0.26cm3/g。同时,通过FT-IR对磷酸氢二铵的稳定化机理进行初步的分析,结果表明,磷酸氢二铵对淀粉的化学脱水反应具有较好的催化作用,有利于淀粉在稳定化、炭化过程中保持原有球形颗粒结构。     

磁性载药微球的制备

合成了含有铁粉和抗癌药的明胶微球,这种微球在体外磁场的作用下具有定位作用。微球的粒径在０２～１３ｍｍ之间,粒径大小是由制备条件决定的。微球可用戊二醛进行固化。研究了微球体外药物的释放规律     

聚合物空心微球制备技术

聚合物空心微球的制轩技术包括液滴炉技术，干凝胶炉技术、微封装技术、降解芯轴技术及界面聚合体术等，综术字和项这年来所取得的进展。     

生物质水热合成炭微球研究进展

生物质廉价易得且可再生,经水热法制备的炭微球表面含有丰富的化学官能团,可应用于吸附催化等众多领域.文中详细介绍了生物质水热合成炭微球的反应机理,综述了近年来国内外在该领域的最新研究进展,展望了其应用前景.     

高锰酸钾对炭微球表面的改性

首先采用化学气相沉积法,在氩气气氛下,以脱油沥青为原料制备了炭微球(CMSs);然后用不同浓度的KMnO4溶液对CMSs进行处理,使得CMSs表面被氧化并包覆一层MnO2;最后用草酸洗涤产物,除去MnO2。通过场发射扫描电镜对CMSs氧化前后的形貌进行观察,用X-射线衍射对产物进行结构表征,并考察了氧化前后的CMSs在水和乙醇中的分散性。结果表明:当用0.1mol/L的KMnO4氧化改性CMSs后,CMSs表面包覆了一层MnO2,形成MnO2/CMSs复合材料。经过量的草酸进行洗涤,得到的产物在水中分散效果很好,且在乙醇中也有一定分散性。氧化后CMSs的表面存在亲水活性位点,为CMSs的进一步功能修饰奠定了基础。     

空心/多孔微球制备技术研究进展

综述了聚合物多孔微球和空心微球的制备方法及其相应的成孔机理。空心微球的制备以模板法为主,而多孔微球的制备则以种子溶胀法和致孔剂法为主。这些方法各有优缺点,根据材料的用途选择相应的制备方法,才能得到性能理想的中空或多孔微球。同时,讨论了多孔微球和空心微球制备中存在的问题及制备方法的选择。     

磁性碳球的制备与表征

以葡萄糖、葡萄糖酸亚铁和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用水热法结合退火处理制得磁性碳球。重点考察了水热反应中反应物的浓度、反应温度和时间等参数对样品形貌和结构的影响。利用场发射扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、X 射线光电子能谱、红外光谱仪、热重分析仪和振动磁强计等对所制备的磁性碳球进行表征。结果表明：当葡萄糖溶液浓度0.1 mol/L、葡萄糖酸亚铁质量浓度1.667 g/L、CTAB 质量浓度6.667 g/L、温度170℃、时间12 h 时,得到了粒径尺寸均一、表面光滑、形貌规整、分散性良好并且具有一定铁磁性的碳球,其平均粒径约为600 nm。此外,分析了磁性碳球的形成机理。     

全组分木质活性炭球的制备及其乙烯吸附性能研究

目的 制备全组分木质活性炭球,应用于乙烯吸附,筛选出乙烯吸附效果最好的活性炭球制备工艺。方法 以木材液化物为原料,探究不同的固化时间对制备的全组分木质活性炭球微观形貌的影响,利用场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,通过氮气吸附-解析等温线计算样品孔径分布及其比表面积;使用气相色谱仪,结合乙烯吸附标准曲线,分析时间及吸附剂用量对4种活性炭球吸附乙烯性能的影响。结果 随着固化时间的增加,碳球表面趋于光滑、内部结构越来越致密,石墨化程度逐渐提高,比表面积和孔容逐渐减小。当固化时间为0.5 h时,比表面积高达2 073 m²/g,乙烯吸附量高达197.99 mg/g,约3 h达到吸附平衡。结论 全组分木质活性炭球能有效吸附乙烯气体,固化时间太长,活性炭球内部孔隙减少,不利于吸附乙烯气体。活性炭球孔容越大,乙烯吸附效果越好。     

球形活性炭及其应用

球形活性炭外表为均匀，光滑的球形，在固定床使用时填充密度均匀，对气体或液体的流体阻力小，所以近年来作为口服吸附剂以及血液灌流器中的吸附剂得到了广泛的应用，与活性炭纤维，粒状活动炭相比，球形活性炭的研究与报道较少，对现有几种球形活性炭的特点，应用现状以及今后的发展方向进行了综述。     

氮掺杂空心碳球的制备及其光学性质研究

采用直流电弧放电法, 使用填充法制备的阳极棒, 制备了氮掺杂空心碳球(NDHCSs)。分别使用FESEM、HRTEM、EDX、EELS、XRD、UV-vis等对不锈钢片上的沉积产物进行表征, 结果表明: NDHCSs直径主要在110~543 nm, 球壁厚度在2~12 nm, 由分布比较均匀的C、N和O元素组成, 主要由石墨碳和另一种碳物相构成; 其在无水乙醇中形成的悬浮液的UV-vis吸收光谱在210 nm、221 nm和264 nm处有三个吸收峰, 在紫外光照射下呈现绿色。本文还对NDHCSs生成机理进行了简单的探讨。     

Tailoring Polymer Colloids Derived Porous Carbon Spheres Based on Specific Chemical Reactions

Porous carbon spheres derived from polymer colloids with regular geometry, monodispersed morphology, well-controlled contents and structures play important roles in many areas of application, such as energy storage/conversion, gas adsorption/separation, catalysis, and chemo-photothermal therapy. Suitable polymerization reaction and synthetic strategy are both critical for the obtainment of stable polymer colloids as carbon precursors. Basic polymerization reactions are the cornerstones of synthetic strategies, which directly provides the direct molecular-based design of functionalized polymer/carbon spheres. Thus, this progress report mainly focuses on the summary of suitable polymerization reactions for colloidal polymer derived porous carbon spheres. Recent advances in the synthetic strategies and applications are also discussed, including their corresponding polymerization reactions. Finally, the perspectives for the development of polymer derived porous carbon spheres are provided based on the controlled synthesis of polymer colloids and optimization over the carbonization process to achieve highly functionalized carbon spheres for practical applications.     

Nanoengineering Carbon Spheres as Nanoreactors for Sustainable Energy Applications

Colloidal carbon sphere nanoreactors have been explored extensively as a class of versatile materials for various applications in energy storage, electrochemical conversion, and catalysis, due to their unique properties such as excellent electrical conductivity, high specific surface area, controlled porosity and permeability, and surface functionality. Here, the latest updated research on colloidal carbon sphere nanoreactor, in terms of both their synthesis and applications, is summarized. Various synthetic strategies are first discussed, including the hard template method, the soft template method, hydrothermal carbonization, the microemulsion polymerization method, and extension of the Stöber method. Then, the functionalization of colloidal carbon sphere nanoreactors, including the nanoengineering of compositions and the surface features, is discussed. Afterward, recent progress in the major applications of colloidal carbon sphere nanoreactors, in the areas of energy storage, electrochemical conversion, and catalysis, is presented. Finally, the perspectives and challenges for future developments are discussed in terms of controlled synthesis and functionalization of the colloidal carbon sphere nanoreactors with tunable structure, and the composition and properties that are desirable for practical applications.     

Bi_2MoO_6空心球的水热沉淀法制备及其光催化性能

以葡萄糖为前躯体,采用水热法制备胶体碳球,以其为模板通过水热沉淀法制备C/Bi2MoO6核壳结构,然后在350℃空气中煅烧,获得了具有良好光催化性能的Bi2MoO6空心球.通过SEM、XRD、FT-IR和BET等测试方法对该催化剂进行了表征;并对其形成机理及反应过程进行了初步探讨,以亚甲基蓝作为被降解物质,研究了其光催化活性。结果表明,Bi2MoO6空心球是由纳米晶粒组成的,壁厚约为30～50nm,平均直径约为0.6～0.8μm,采用胶体碳球作模板时制得的Bi2MoO6空心球比表面积为11.315m2/g,而直接合成的粉体比表面积为3.378m2/g。在黑管灯照射下,2.5h亚甲基蓝的降解率达到了91.95%。     

反应介质对二氧化硅在碳球表面包覆效果的影响

为了改善碳球表面惰性,利用溶胶-凝胶法在碳球表面包覆二氧化硅,考察了介质条件对包覆效果的影响。通过场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对不同介质中得到的样品进行对比分析表征。结果表明,碱性介质更有利于二氧化硅在碳球表面的包覆,所得复合物球表面光滑、包覆层厚且厚度均一,焙烧除去碳球核后得到空心二氧化硅球,并分析了碳球表面二氧化硅的包覆机理。     

氧化亚铜/碳纳米管超细复合球的合成及性能研究

采用溶液法原位制备了氧化亚铜/多壁碳纳米管(Cu₂O/MWNTs)超细复合球. 通过扫描隧道显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和差热分析(DSC)等手段对产品进行了形貌分析和性能检测. 结果表明: 碳纳米管均匀嵌镶在Cu₂O球中; 相比于同粒径纯Cu₂O球, 复合球的特征吸收峰发生蓝移, 复合球使高氯酸铵(AP)的高温分解温度进一步降低了11.5℃. 另外, 对复合球的形貌影响因素及生长机理进行了探讨, 发现明胶是复合物成球的关键, 而聚乙二醇影响复合球粒径的均匀性.