炭气凝胶及其在锂离子电池中的应用

糠醛和混甲酚在正丙醇中进行溶胶-凝胶聚合反应形成气凝胶,在600～1000℃下炭化制备炭气凝胶。粉末X射线衍射(XRD)研究了其微观物理结构随热处理温度的变化;元素分析考察了其元素组成;恒电流充放电性能研究了其嵌锂性能。结果发现,随着热处理温度的升高,炭气凝胶的微晶结构逐渐变得规整、有序;碳元素百分含量逐渐增加,氢元素含量逐渐减少;首次充放电可逆容量逐渐下降;其中在600℃下炭化所制备的炭气凝胶,放电容量高达417mAh·g-1,超过了石墨的理论比容量(372mAh·g-1),这主要是由于其内部的微孔起到了锂离子储存“仓库”的作用。     

氧在几种多孔炭材料中的扩散性能

比较了炭涂布的Pt旋转圆盘电极的氧还原反应.研究的多孔炭包括炭黑、炭气凝胶和多壁碳纳米管.实验发现,在炭气凝胶涂布的电极上,氧还原反应的极限电流比其他两种材料大很多,说明氧在炭气凝胶中的扩散速度更快.这很可能是炭气凝胶在燃料电池阴极催化剂载体方面取得优良性能的原因之一.     

碳基材料在电催化析氢反应中的应用

氢作为一种高燃烧热值的清洁能源载体,对于解决当前日益严峻的能源短缺和环境污染问题具有重要意义。与传统的化石燃料(如天然气、煤)重整制氢相比,电催化分解水作为一种清洁可再生的制氢工艺具有重要的应用前景。但目前常用的电解水析氢反应(HER)催化剂多为贵金属基(如Pt)材料,储量稀少且成本高昂,因此开发低成本、高活性的非贵金属HER催化剂是当前该领域研究面临的重要挑战。本文综述了近年来碳基材料用于HER催化研究的相关进展。根据碳基材料在HER催化剂中扮演的功能将其分为两大类:活性相和复合相。作为活性相时,通过异质原子掺杂等方式激活其本征活性,直接应用于催化析氢反应;作为复合相时,其作用有导电基底、高分散载体、耐腐蚀防护层等,通过协同增强效应,提高复合催化剂的整体活性,目前个别非贵金属催化剂的活性几乎可以与Pt基催化剂相媲美。本文总结了这些新型碳基HER催化剂的研究进展及其性能调控策略,并对未来开发低成本、高效率的HER催化剂的探索方向进行了展望。     

碳纤维电化学表面处理对碳纤维水泥砂浆力学性能的影晌

通过比较不同电解液电化学氧化表面处理后的碳纤维水泥砂浆的抗折、抗压强度,优化选出最佳电解液为10%浓度的(NH4)2CO3溶液.XPS分析表明,阳极氧化能增加碳纤维表面的化学活性和物理活性.碳纤维随阳极电位的升高,表面氧碳比(0/C)增加,同时表面处理对碳纤维表面产生了刻蚀作用,当阳极电位超过3V时,纤维的力学性能开始下降.     

影响石墨层间化合物导电性与稳定性的结构因素

本文根据近期国内外有关高导电石墨层间化合物的研究。     

锰掺杂对LiNi0.7Co0.3O2结构和电化学性能的影响

用溶胶-凝胶法制备了LiNi0.7Co0.3-xMnxO2(0≤x≤0.15)的前驱体.用XRD、XPS、SEM和恒流充放电法对最终产物的结构和电化学性能进行了研究.随着锰含量的增加,产物的晶胞参数变大,层状结构的有序性减弱.当0.02≤x≤0.07时,LiNi0.7Co0.3-xMnxO2的首次放电比容量(175～189 mAh/g)与30次循环后的容量保持率(》92%)均优于空白样品LiNi0.7Co0.3O2(170 mAh/g,86%).LiNi0.7Co0.25Mn0.05O2的首次放电比容量(189 mAh/g)最高,30次循环后的容量保持率为94%.实验结果表明,少量锰的掺杂能有效地提高材料的循环稳定性和可逆容量.     

石墨分散减摩轴瓦合金的研制

用简便的化学镀方法在直径为100～200μm的石墨颗粒上镀覆了2～5μm厚的连续铜镀层,并使镀铜石墨粉弥散地分布在Al—Sn合金中,进而使Al—Sn轴瓦合金具备了减摩性。     

孔径分布对球形活性炭肌酐和VB_(12)吸附行为的影响

线型酚醛树脂中添加不同的造孔剂 ,制备出 3种孔径分布的酚醛树脂基球形活性炭。考察了它们对血液中有代表性的生理中小分子VB12 和肌酐的吸附行为。结果表明 ,这 3种球形活性炭对肌酐均有良好的吸附性能 ,而对VB12 的吸附性能相差较大 ;比表面积大的试样对肌酐的吸附量大 ,中孔孔容大的试样对VB12 的吸附量大     

以沸石矿为模板和糖醇为炭源制备多孔炭的研究

以两种沸石矿为模板、糖醇为炭源，通过模板法制备了多孔炭，并研究了草酸为催化剂对制备得到的炭的影响。通过77K氮气吸附对制备得到的炭进行表征。结果表明：此方法可以制备出具有一定比表面积和较大中孔容积的多孔炭；而对于草酸，它的使用使得沸石的微孔骨架被部分破坏，从而使制备得到的多孔炭的微孔容积减小。     

流延法制备高热导率定向石墨/高分子复合片层材料(英文)

以天然鳞片石墨为原料,PVB为黏结剂,PEG和DBP混合物为增塑剂,通过流延工艺在室温下制备了定向排列的石墨/聚合物片层复合材料。系统分析了不同黏结剂用量和流延刀口高度下复合片层材料的定向排列状况,并探讨了定向排列程度对其热导率的影响。XRD和SEM的结果表明,石墨/聚合物复合片层材料显示了不同程度的定向排列。热导率测试结果表明,片层复合材料的热导率随着定向排列程度的提高而增大。通过优化黏结剂的用量和流延刀口高度制备了具有较高热导率的片层复合材料,其热导率最高可达490 W/(m.K)。