中间相沥青基活性炭的微观结构对电化学性能的影响

以中间相沥青(Mesophase pitch,MP)为前驱体、KOH作为活化剂,分别采用直接活化法、预炭化活化法制备出活性炭(Activated carbons,ACs).采用N2吸附法对所制ACs的比表面积、孔径分布进行分析.将所制ACs应用于电化学电容器电极材料,进行恒流充放电、循环伏安电化学分析.结果表明:电极的电化学性能不仅受活性炭比表面积、孔结构的影响,也与活性炭的微观形貌有关.其中预炭化活化法ACs颗粒具有片层结构,更有利于炭电极与电解液的浸润,提高微孔比表面积对比电容的贡献.     

中间相炭微球的制备及嵌锂性能考察

为了获得更高嵌锂性能的锂离子电池负极用炭材料,以质量分数为3 7%吡啶不溶物的煤焦油为原料,在450℃下自生压热缩聚制备中间相炭微球(MCMB),采用恒电流充放电技术研究所得MCMB的充放电性能.研究发现:随着MCMB平均球径的增加,首次充放电可逆容量从246mA·h/g增至540mA·h/g,首次充放电效率先增加后减小;本实验条件下平均球径为8 9μm的MCMB的充放电性能最好.     

氧化铜/石墨烯的制备及其电化学性能

以膨胀石墨微粉为原料,采用氧化法制备了氧化石墨烯。并以此氧化石墨烯为前驱体,制备了具有"三明治"结构的氧化铜/石墨烯复合材料,采用原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描和透射电子显微镜等分析方法对氧化石墨烯及氧化铜/石墨烯复合材料进行了表征。结果表明,氧化铜可有效地阻止石墨烯的团聚,同时石墨烯构成的三维导电网络加快了电子的迁移,并为氧化铜的体积膨胀收缩预留了足够的空间。与纯氧化铜和石墨烯相比,氧化铜/石墨烯复合材料作为锂离子负极材料的可逆容量和循环稳定性均有明显提升,首次可逆容量可以达到748.3 mAh.g-1,50次循环后保持率为81.3%。     

用熔盐法合成FeCl3—CuCl2三元石墨层间化合物

介绍了用熔盐法合成的FeCl_3—CuCl_2三元GIC,并测定和分析了生成物的结构及其影响因素。实验结果表明,利用石墨在熔盐中与金属氯化物反应,可以合成二元或三元GIC。这种方法装置简单,反应温度较低,反应时间较短。     

镍钴合金包覆碳纳米管复合材料

采用化学镀法制备了表面镀镍钴的多壁碳纳米管,得到一维纳米复合材料.采用透射电镜、X射线衍射及振动样品磁强计等对镀镍钴碳纳米管的形貌、微结构与磁性能进行了表征,还采用网络矢量分析仪对该复合材料在2～18GHz频段内的电磁参数进行了研究并作了对微波反射率的数值拟合.结果表明:可以通过在碳纳米管表面镀上磁性金属层来调节材料的综合吸波性能,在镍钴比例为6:4的时候,其吸收峰最强,达到-18dB.     

用混合液相法合成的FeCl_3-GIC的膨胀特性

本文介绍了用混合液相法合成的FeCl_3-GIC的膨化实验,结果表明,将FeCI_3-GIC快速加热到800℃以上,可制备出100～300倍不同膨胀倍率的膨胀石墨。     

沈万慈教授和他的研究活动

沈万慈教授是湖北荆州人,生于1940年,1957-1963年就读于清华大学金属材料专业,毕业后留校任教,现为清华大学材料科学与工程系退休教授.沈万慈教授长期从事炭-石墨材料的教学及研究工作,研究方向为天然石墨的深加工技术、石墨层间化合物材料、电池石墨材料、各向同性石墨材料.     

钢丝缠绕黑色金属挤压筒的设计

挤压筒是大口径厚壁无缝钢管热挤压工艺中最为重要的模具,传统的多层组合挤压筒设计方法面临很大挑战。提出采用钢丝缠绕预紧挤压筒的方案,由于钢丝在高温下存在蠕变加速和应力松弛,将钢丝缠绕技术应用于挤压筒的最大问题是解决挤压筒预热与钢丝防护之间的矛盾。针对此矛盾,分析钢丝缠绕挤压筒设计中的关键问题包括预热、钢丝防护和预应力分布控制,提出高温钢锭内置预热和电加热预热两种设计方案,分别分析两种设计方案存在的问题、解决方法和优缺点。针对电加热预热挤压筒,提出新型的热致预应力方法来产生预紧力,将内衬和中衬预热至350℃以上,中衬和外衬之间设有隔热层,经隔热后外衬和钢丝层温度低于80℃,利用两者之间温度差而导致的热膨胀量差值来产生预紧力。基于此想法,设计制造内直径170 mm的挤压筒原理样件,通过温度测试和应力测试,表明所提出的电加热预热挤压筒可达到预期的预紧效果,为挤压筒的设计探讨一种新型的设计方法。     

摩圣修复剂减摩机理的研究

摩圣技术是一种新型的摩擦表面再生技术，其实质是通过在润滑油中添加一种“摩圣修复剂”以达到增强摩擦件减摩抗磨能力、对摩擦表面进行原位免拆卸修复的目的。以透射电镜、X射线光电子能谱仪、俄歇电子能谱仪和拉曼光谱仪分析了在添加摩圣修复剂的润滑油中运行过的齿轮表层，对摩圣修复剂的减摩机理进行了分析。结果表明：摩擦表面的修复再生层为类金刚石膜和硅氧玻璃膜。     

生物活性竹炭的制备及其对溶液中喹啉的去除

以自制活性竹炭(Activated Bamboo Charcoal,简称ABC)为基体,负载喹啉降解菌BC027制备了生物活性竹炭(Biological Activated Bamboo Charcoal,简称BABC),并研究了BABC去除目标污染物——喹啉的性能。结果表明:喹啉降解菌可以负载到ABC表面,且生长状态良好。与ABC相比,BABC去除喹啉的过程可分为三个阶段,其中降解期微生物作用明显;BABC去除喹啉的能力和溶液中OD值的大小相关,基体吸附性能仅在吸附期起作用。BABC的处理容量大于ABC,使用寿命长于ABC。