桃胶基氮掺杂多孔炭的性能

比电容较低将限制炭电极材料在超级电容器领域的应用。以天然生物质桃胶为碳源,邻苯二胺为二级碳源和氮源,FeCl₃为氧化剂和造孔剂,经水热处理以及500℃炭化,制备氮掺杂多孔炭。通过SEM、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱和N₂吸-脱附测试等,分析样品的形貌和结构,并对样品进行电化学性能测试。制备的氮掺杂多孔炭具有纤维网状多级孔结构,产率为54.6%,比表面积为459.72 m²/g;以0.5 A/g的电流在-0.4～0.6 V充放电,比电容为612 F/g。采用氮掺杂多孔炭组装的超级电容器,以0.5 A/g的电流在0～1.1 V充放电,比能量高达19.8 W·h/kg。     

炭基/锌掺杂铁磁体复合材料制备及其消光性能研究

为了实现抗红外烟幕高效环保的要求,同时实现质轻、宽波段吸波性能,采用一步水热法制备了炭基-锰锌铁氧体/镍锌铁氧体/钴锌铁氧体复合材料的前驱体,并在500~900 ℃的温度区间进行焙烧得到了炭基/锌掺杂铁磁体复合材料。通过X射线粉末衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）等表征方法,分析了复合材料的物相和形貌。根据朗伯比尔定律,采用傅里叶红外光谱仪的KBr压片法测试并计算了各材料在2.5~25 μm区间的红外消光系数,并且研究了焙烧温度对材料消光性能的影响。研究结果表明:炭基/锌掺杂铁氧体前驱体焙烧后生成的炭基/锌掺杂铁磁体复合材料的红外消光性能均有所增强,经过700 ℃焙烧后的炭/钴锌铁磁体红外消光系数最大,为0.25 m2/g,具有较好的红外消光性能。     

软@硬复合炭结构设计及其协同电化学储钾

软@硬复合炭结构有助于协同改善炭负极材料的电化学储钾性能,但目前对不同复合结构对电化学储钾性能的影响规律仍缺乏系统研究。有鉴于此,将罗丹宁和嵌段共聚物F127作为硬炭前驱体,煤沥青热挥发份作为软炭前驱体,通过共炭化与气相沉积的协同使用,开发硬炭、软/硬三维杂化炭结构、软炭壳@硬炭核复合结构,并研究3种结构对电化学储钾性能的影响。软炭壳@硬炭核复合材料具有高可逆容量(0.05 A·g^-1下容量为365 mA·h·g^-1)、高循环稳定性(100圈循环后容量保持率为80%)、高倍率性能(1 A·g^-1下容量为177 mA·h·g^-1)的特征。硬炭核丰富的缺陷活性位点可提高复合材料储钾容量。软炭壳的涡轮碳结构可覆盖硬炭表面缺陷,促进钾离子去溶剂化嵌入以改善循环稳定性。此外,高导电性软炭壳可改善电荷交换,进而提高复合材料的倍率性能并缓解电压滞后。得益于软炭与硬炭复合结构的协同储钾机制,软炭壳@硬炭核复合材料表现出明显优于硬炭的电化学储钾性能。     

基于生物炭增强的竹纤维/玉米醇溶蛋白复合膜的拉伸性能

为改善玉米醇溶蛋白(Zein)的拉伸性能,本文以竹粉为原料制备生物炭,以球磨后的生物炭(0.536 μm)、竹纤维(2.157 μm)为增强相,以Zein为连续相,利用溶液浇注法制备复合膜材料,并对复合膜材料的基本特性与拉伸性能进行了研究。结果表明,生物炭与竹纤维加入没有改变Zein的晶面结构,提高了Zein的无序性,降低了Zein的脆性,提高了Zein的韧性。生物炭的加入降低了竹纤维/Zein复合膜的亲水性,降低了竹纤维/Zein复合膜的热稳定性,改善了竹纤维/Zein复合膜的拉伸性能。相比而言,添加0.2 g竹纤维、0.1 g生物炭的Zein复合膜材料的拉伸性能最佳,其拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率分别为0.24 MPa、4.17 MPa、327.27%。本文制备的复合膜材料具有较好的拉伸性能,在包装膜材料领域具有一定的应用潜力。      

g-C3N4/Pb复合材料制备及其在铅炭电池负极材料中的应用

为改善铅炭电池的析氢缺陷,提高电池循环使用寿命,以尿素为前驱体制备层状石墨相氮化碳(g-C₃N₄),并将其作为添加剂制备铅炭电池负极板,以活性炭(AC)为对照,研究了g-C₃N₄结构和添加量对铅炭电池电化学性能的影响。结果表明：g-C₃N₄的加入使析氢反应(HER)得到明显抑制,-1.5 V下1wt%gC₃N₄负极板的析氢电流仅为AC负极板的5%。交流阻抗谱图显示1wt%g-C3N4和AC负极材料阻抗(Rs)为0.19868Ω和1.749Ω。更重要的是1wt%g-C₃N₄负极板比电容比1wt%AC负极板高344%。在5 000 h高倍率部分荷电态(HRPSoC)下的电池循环寿命测试中,加入g-C₃N₄后电池寿命比加入AC提升62%。500次循环后,电池容量保持率仍有70%。g-C₃N₄     

石墨粒度对低炭镁炭砖性能的影响

以电熔镁砂和4种粒度(≤0.149mm、 ≤0.074mm、≤0.044mm和≤0.01mm)的天然鳞片 石墨为主原料,在石墨含量为4%的条件下,研究了 石墨粒度对低炭镁炭砖的物理性能、抗氧化性和热震 稳定性的影响。结果表明:用细石墨取代较粗石墨 (粒度≤0.149mm)制成的镁炭砖,其物理性能、抗氧 化性和热震稳定性都有了明显的改善,且都以加入粒 度≤0.074mm石墨的效果最好。其原因是细石墨的 加入改善了镁炭砖的基质结构。石　墨     

钨酚醛树脂连接炭/炭复合材料的工艺研究

以钨酚醛树脂为原料基体，添加适量的钨粉，对炭／炭复合材料进行连接试验，测试了不同温度处理后连接处的室温剪切强度。结果表明，经1500℃处理后连接处仍保持较高的连接强度，最高可达16．1MP。。利用XRD和SEM研究了接头的组成和形貌，并探讨了钨粉含量及热处理温度对接头强度的影响。     

高效去除有机物沉淀工艺中试研究

针对地表水有机物污染较重,深度处理单元负荷过高或地表水有机物污染较轻,建设深度处理单元投资过大的问题,提出一种高效去除有机物的沉淀工艺。其以高密度沉淀池为载体,粉末活性炭吸附去除有机物为手段,利用污泥回流对粉末活性炭的富集和回收作用,延长粉末活性炭在沉淀池中的停留时间,充分发挥活性炭的吸附能力,强化对有机物的去除效果。研究结果表明,该工艺相比不投加粉末活性炭的高密度沉淀池,CODMn去除率提高了17个百分点。相比于沉淀池普通活性炭投加方式,在相同去除率的情况下,粉末活性炭投加量减少了68%,节约了运行成本。     

α-丙二醇-水相中氯代二噁英的催化加氢脱氯降解

二噁英类物质由于具有亲脂性、高毒性、化学结构稳定、难生物降解而在环境中持久存在,成为持久性有机污染物的典型代表.二嗯英的去除方法研究,一直是国际研究的热点.以5％钯/炭为催化剂,氢气作为氢源,以环境友好的α-丙二醇-水为溶剂,在1 mol/L氢氧化钠的碱性条件下,研究了1,2,7,8-四氯代二噁英（1,2,7,8-TCDD）的催化加氢脱氯降解.探讨了反应温度、初始浓度、反应时间、催化剂用量等对1,2,7,8-TCDD去除率的影响.结果表明,在反应初期（前5 min）,反应速率较快;在反应温度为45℃,催化剂用量为0.5 g/mL,反应时间为150 min的条件下,1,2,7,8-TCDD的去除率达97.0％;初始浓度对1,2,7,8-TCDD的去除率没有影响.初步试验结果表明,催化加氢脱氯降解是去除环境中氯代二嗯英的有效手段,但实际应用还有待于进一步研究.