三聚氰胺树脂作为碳基材料前驱体在电化学储能电极材料中的研究进展

电极材料是影响电化学储能系统性能的主要因素，目前，对其性能改善的研究主要集中于结构的优化和杂原子的引入两个方面。以三聚氰胺树脂为前驱体制备的碳基材料凭借其丰富的孔道结构和高含量的氮原子掺杂双重优势，在电化学储能设备的电极材料的应用中表现出高电容性能和出色的循环能力。本文从活化法、模板碳化法、混合聚合物碳化法等孔道控制工艺，探讨了孔道结构对于材料性能的影响。针对当前主流研发的电池和超级电容器，对以三聚氰胺树脂为原料制备的碳基材料展开综述，并分析其研究现状与发展趋势。     

储能用生物质基先进碳材料的研究进展

简述了生物质基碳材料的储能机理及常用的制备方法；综述了形貌、类石墨结构、孔道以及表面官能团和杂原子掺杂等影响生物质基碳材料储能性能的规律和机理；最后对储能用生物质基碳材料未来的发展趋势和研究方向进行了展望。     

表面化学反应控制制备多级结构电极材料及性能

超级电容器和锂离子电池等储能设备的研究和开发日益受到人们的关注。对于超级电容器和锂离子电池等储能设备,其电化学性能主要取决于电极材料,因此高效储能材料的制备成为开发高效储能设备的关键。本文主要介绍了多级结构过渡金属氧化物基电极材料的制备及性能,重点阐述了本实验室近年来在研制高性能超级电容器和锂离子电池方面的相关工作:基于表面化学反应控制制备多级结构金属氧化物、金属氢氧化物/碳嵌入式纳米杂化物以及多种三维结构的多元复合电极材料,表现出优异的电化学性能。     

纳米MOFs及其衍生物在超级电容器中的研究进展

金属有机框架（MOFs）材料因其大的比表面积、可调控的孔道结构和丰富的活性位点引起了国内外学者们的广泛关注。近年来MOFs基材料广泛应用于能量储存与转化领域,但大多数MOFs基材料的低稳定性和低导电性等缺陷限制了其实际应用。通过对MOFs基材料进行改性,如采用共轭度高的有机配体以增加MOFs材料的稳定性,或MOFs衍生物以提高其氧化还原活性位点和导电性,从而达到提高MOFs基电极材料的电化学性能。主要介绍了原始MOFs及其衍生材料如碳材料、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物和金属磷化物等在超级电容器电极材料中的最新研究进展。研究表明,多金属MOFs材料或多金属MOFs衍生物有利于提高电极材料的电化学性能,而导电MOFs材料或MOFs衍生物中的碳材料有利于提高电极材料的导电性。最后对MOFs基电极材料在电化学储能领域中的研究做出了展望,指出MOFs基材料的形貌、组分和导电性是未来研究的发展方向。     

介孔碳的研究进展及应用

介孔碳是一类新型的具有巨大比表面积和孔体积的介孔材料,可以通过不同的方法合成并对其孔结构和形貌进行调节。本文主要综述了介孔碳及介孔碳基复合材料的合成方法,对比阐述了不同方法制备的介孔碳材料所具备的孔道结构和形貌。介绍了将不同非金属和金属元素及其氧化物掺杂在介孔碳中合成复合材料,发现制备的复合材料具有更优的性能且掺杂元素不同复合材料的形貌和孔道结构不同。此外,简要说明了介孔碳及碳基复合材料在环境、催化、储能、电化学和生物医学等方面的应用,指出其在各个领域的应用仍存在不足。调整介孔碳的孔结构和表面性能、采用更简便易控制的合成方法将成为制备介孔碳及碳基材料的主要研究方向。     

高性能碳基储能材料的设计、合成与应用

电化学储能器件的性能很大程度上决定于其电极材料。碳材料具有来源广泛、化学稳定性好、易于调控、环境友好等优点,被广泛应用于各类能量存储系统,但仍存在能量密度低、倍率性能差等问题。本文从碳材料孔结构调控、杂原子掺杂、与金属氧化物复合三个角度,综述了构建高性能碳基储能材料的设计合成策略,介绍了其在锂/钠离子二次电池、超级电容器等领域的研究进展,对几种方法策略的优缺点进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。本文对高性能碳基储能电极材料的设计开发具有积极意义。     

沥青基多孔炭材料的制备及在超级电容器中的应用进展

沥青是由富含稠环芳烃的系列碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物，具有较高的碳含量。开发沥青作为炭材料前体，用于制备超级电容器炭电极材料，既拓展了沥青的应用市场及提升其附加值，更是响应国家对于新型能源利用的需求。本文首先对超级电容器的储能机理进行了阐述，探讨了影响超级电容器用炭材料电化学性能的结构因素及规律，概述了沥青的组成、结构模型、来源及其应用。然后综述了沥青基多孔炭用作超级电容器电极材料的研究进展，并对活化法、模板法及熔盐法等方法制备沥青基多孔炭的特点与进展进行了分析，着重对沥青基多孔炭材料的改性研究进行了总结。最后指出了沥青基多孔炭材料作为超级电容器电极材料的发展优势及不足，建议对沥青原料进行预处理联合炭化后脱除金属杂原子，以获得稳定长循环寿命的电容炭；加强对沥青中四组分炭化成炭规律的研究，以提高沥青基超容炭材料的成炭率；KOH活化法与其他活化方法相结合，以期在获得高性能活性炭基础上减少对设备的损耗与环境的影响。     

双碳基电极锂离子电容器的研究进展

锂离子电容器结合了锂离子电池和超级电容器的优点，可用于新能源储能等领域。双碳基电极锂离子电容器是现阶段的主要研究方向之一，其正负极均采用碳基电极材料，利用不同碳基材料的储能优势，不仅具有资源丰富、原料环保及安全性高的优点，而且具有优越的电化学性能。首先介绍了不同双碳基电极锂离子电容器的储能机理，并进一步阐述了各种碳基正极和负极材料的性能特点、改进方向和研究现状，最后展望了未来的研究方向及可行方案。     

有机金属骨架材料在电化学储能领域中的研究进展

金属有机骨架材料（MOFs）由于其高比表面积、可调孔结构以及多样的组成等引起了学者们的极大关注,尤其在电化学储能领域取得了较大的研究进展。本文综述了近几年MOFs基材料在锂硫电池、锂离子电池和超级电容器等电化学储能领域中的应用。详细介绍了MOFs及其复合材料作为锂硫电池正极载体时与活性物质的作用机理,探讨了MOFs对活性物质硫的物理封装和化学配位作用。此外,阐述了MOFs衍生碳材料因独特孔结构、较强导电性和丰富活性位点等作为电极材料时对电池性能的提升。最后对MOFs基材料在电化学储能中的研究前景作出了展望,指出MOFs基材料中杂原子比例的控制和孔道设计是未来研究的重点。     

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。     

Carbon-family materials for flame retardant polymeric materials

As an abundant and attractive element, the emergence of new carbon-based materials brings revolutionary development in material science and technology. Carbon-based materials have spawned considerable interest for fabricating polymer composites/nanocomposites with greatly improved mechanical, thermal, gas barrier, conductivity, and flame retardant performance. In this review, the importance of carbon-based materials and the necessity of fire resistance for polymeric materials are initially introduced. Then, the fundamental flame retardant mechanisms and experimental analytical techniques are described to understand the relationship between structures and flame retardant properties. The main section is dedicated to the preparation and properties of multifunctional polymer composites/nanocomposites with carbon-based materials, with special emphasis on the flame retardant properties of these materials. A wide variety of carbon-based materials are discussed for use in flame retardant polymer nanocomposite, including graphite, graphene, carbon nanotubes, fullerenes as well as some new emerging carbon forms (carbon nitride, carbon aerogels, etc). Finally, a brief outlook at the developments in carbon-based materials for flame retardant polymeric composites is given by discussing the major progress, opportunities, and challenges.     

新型亚超硬—超硬材料与硬-超硬材料晕圈图的研究

文章介绍了亚超硬—超硬材料的研究进展,并从配位场理论和原子结构等方面对金刚石的高硬度、高强度进行了探讨,并对硬-超硬材料晕圈图进行了补充和修正,以期指导今后其他超硬材料的研究开发。     

导电聚合物复合材料作为超级电容器电极材料

本文综述了基于导电聚合物的复合材料(导电聚合物/碳材料、导电聚合物/金属氧化物材料、导电聚合物/碳材料l金属氧化物材料)作为电极材料在超级电容器中的应用进展,指出将导电聚合物与碳材料或金属氧化物复合,双电层电容与法拉第准电容结合,有机材料与无机材料结合,是超级电容器电极材料研究的重要发展方向.     

抗菌材料与建筑材料的抗菌化

人与植物共同生存在一个具有微生物(包括致病的细菌、病毒、真菌等)的环境.植物由于其某种因素的作用会产生有效的杀菌物质(产生适应能力),而人类则缺乏这种能力.当人们食用某些植物后,往往也会具备一定的抵抗微生物的能力,但光靠有益植物对人类的恩赐还是远远不够的.这次全球"非典"流行风波让人心有余悸,抗菌已成为百姓的谈资.增强人体抵抗力、消除传染源、隔离传染途径、科学治疗与防疫,是控制病毒流行的重要环节.除此之外,应当把抗菌(抑菌、杀菌)提到应有的高度予以重视.相应,与人们工作和生活密切相关的构筑人们居室的建筑装饰材料,应首当其冲地担当起"抗菌"这一使命,使自身由洁净型"绿色建材"向抗菌型"绿色建材"转移,使建材真正体现出完整的"绿色".     

Use of local raw materials in the production of electroinsulating materials

It is shown that local raw materials can be used for ceramic mixtures and glazes for the production of electroinsulating materials with a breakdown strength of at most 15 kV/mm.Translated from Ogneupory i Tekhnicheskaya Keramika, No. 12, pp. 29 – 30, December, 1996.