谢发之
,
李海斌
,
李国莲
,
陈建利
,
杨文
,
汪雪春
,
胡婷婷
,
圣丹丹
,
谢志勇
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2017.02.160176
以固体废弃物地铁盾构渣土、稻草秸秆和氧化镁为主要原料,通过烧结法制备了一种盾构渣土基碳复合陶粒.考察了陶粒吸附磷的主要影响因素及平衡吸附量,并采用模型对实验数据进行拟合分析.结果表明,当盾构渣土、稻草秸秆粉末和氧化镁质量比为7∶2∶1,在最佳烧结条件700℃烧结可得到除磷性能最佳的陶粒.当吸附pH =6.3时,陶粒具有较高的磷吸附性能.吸附在12 h内基本能达到吸附平衡,该过程适合准二级动力学方程.盾构渣土基碳复合陶粒对磷酸盐的吸附符合Temkin等温模型,随温度升高吸附量逐渐增大,40℃下最大吸附量为12.76 mg/g.热力学参数△H=5.64 kJ/mol＞0,△S =8.00 J/(K·mol) ＞0,△G=3.16 kJ/mol＞0,呈吸热、非自发的热力学特征,陶粒吸附磷后可通过2.0 mol/L的氢氧化钠溶液重新解吸回收.
关键词:
盾构渣土
,
碳
,
陶粒
,
磷
,
吸附
谢志勇
,
黄启忠
,
张明瑜
,
苏哲安
,
陈建勋
,
谭瑞轩
,
李建清
材料导报
化学气相渗透(CVI)制备炭/炭复合材料涉及气体扩散和气相沉积2个过程,其工艺控制决定炭纤维坯体的增密速度、热解炭的结构和炭/炭材料的性能.工艺过程的控制主要有4类参数:第一参数包括沉积温度、系统压力、碳源浓度、碳源分压等,第二参数包括均相反应、异相反应和滞留时间等,第三参数为A_s/V_R,也就是沉积基体的表面面积与炉内气体的自由体积之比,以及目前以计算机模拟为主要手段的"第四参数"的研究.在固体表面沉积热解炭的科学研究已经持续了几十年,但至今为止还没有形成一种完善的表面沉积机理,分析了CVI工艺参数发展的趋势,说明了对热解炭微观结构形成机理的认识是一个不断深入的过程.
关键词:
化学气相渗透
,
热解炭
,
微观结构
,
工艺参数
谢志勇
,
张敏
,
金谷英
,
苏哲安
,
张明瑜
,
陈建勋
,
黄启忠
中国有色金属学报
采用干法成型技术制备聚丙烯腈(PAN)基炭纤维纸坯体,将其经树脂浸渍、热压、炭化、石墨化处理后制备成轻量化炭纤维纸.利用扫描电子显微镜(SEM)观察炭纤维纸及坯体的显微结构,利用X射线衍射仪测试不同温度处理后的石墨化度,并利用四探针法测试炭纤维纸的导电性能,透气性采用压差法进行测试.结果表明:石墨化温度是影响炭纤维纸电阻率的关键因素,而密度对电阻率的影响较小;透气性随厚度和体积密度的增加而降低;制备的炭纤维纸厚度为0.11 mm、密度为0.65 g/cm3,将其经2 000 ℃石墨化处理后,采用Pt载量0.5 mg/cm2的Core112CCM为膜电极,在H2与空气的流量比为1.2-5、温度60 ℃、常压条件下进行单体电池性能测试,电流密度为500 mA/cm2时输出电压为0.6 V,电池输出性能较好.
关键词:
炭纤维纸
,
燃料电池
,
透气性
,
电阻率
梁伊丽
,
谢志勇
,
涂川俊
,
汤贤
,
杨飘飘
,
金谷音
,
黄启忠
新型炭材料
以干法成型技术所制备的聚丙烯腈基炭纤维纸作为炭纸坯体,添加有石墨粉的酚醛树脂溶液作为浸渍剂,通过浸渍、模压固化和热处理工艺制得PEMFC用炭纸.结果表明,随石墨含量的增加,炭纸的厚度、孔隙率逐渐增加,透气性、导电能力逐渐增强,密度和抗拉强度呈先增加后降低的变化规律,当石墨粉质量分数达到5％时炭纸的综合性能最佳,其基本性能参数为:厚度0.23 mm,密度0.53 g·cm-3,气透率2 080 mL· mm· cm-2·h-1·mmAq-1,孔隙率66％,平面电阻率2.6 mΩ· cm-1,拉伸强度19.4 MPa,符合质子交换膜燃料电池气体扩散层对炭纸的要求.采用Pt载量为0.5 mg·cm-2的MEA,在H2/Air=1.2/2.5、温度65℃、常压条件下进行单体电池性能测试,电流密度为800 mA· cm-2时输出电压为0.65 V,电池输出性能较好.
关键词:
炭纸
,
石墨粉
,
电阻率
,
抗拉强度
,
透气率
杨鑫
,
邹艳红
,
黄启忠
,
苏哲安
,
常新
,
谢志勇
,
张明瑜
复合材料学报
5采用化学气相反应法和料浆刷涂反应法,在石墨表面制备了Mo5Si3-MoSi2/SiC复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段,研究了涂层的结构;通过恒温抗氧化实验及热力学分析,重点研究了涂层的高温抗氧化行为.结果表明:在1823 K的氧化氛围中,复合涂层中的Mo5Si3、MoSi2组元易氧化生成MoO3气体并导致涂层失重;而氧化初期(0～6 h)涂层试样的增重则主要与SiC的惰性氧化主导有关.由于复合涂层各组元在高温下都能氧化生成SiO2玻璃,使涂层具有良好的高温抗氧化及热震性能;经20 h、16次循环热震实验后,涂层试样的氧化失重率只有3.78%.
关键词:
石墨
,
抗氧化涂层
,
SiC
,
Mo5Si3
,
MoSi2
谢发之
,
汪雪春
,
杨佩佩
,
李海斌
,
圣丹丹
,
胡婷婷
,
谢志勇
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.04.150265
采用乙醇辅助液相共沉淀法制备了纯相Ca-Al-LDH层状双金属氢氧化物,考察了Ca-Al-LDH的投加量、吸附时间、pH值、无机电解质(Na2CO3,KCl,Na2SO4,KNO3)和温度等因素对磷吸附的影响,结果表明,纯相Ca-Al-LDH对磷酸根离子具有很好的吸附性能,最大饱和吸附量可达160.78 mg/g,当pH值为5.1、温度为45℃、吸附时间为600 min、LDH投加量为0.6 g/L、磷初始浓度为80 mg/L时,磷的去除率高达95.88％;无机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附,当Cl-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量从69.96 mg/g降至53.18 mg/g,降低了23.99％;当SO2-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量降低了24.79％,其它无机阴离子对磷在吸附剂上的吸附也有一定的影响.Ca-Al-LDH对水中磷的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型.采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪等技术手段对制备的纯相Ca-Al-LDH及其吸附磷酸根后的产物进行表征,揭示了Ca-Al-LDH对磷酸根的吸附可能是静电吸引、化学吸附和阴离子插层等过程协同作用的吸附机理.
关键词:
乙醇辅助液相共沉淀
,
层状双金属氢氧化物
,
磷吸附
,
动力学方程
谢吉
,
李向辉
,
左振民
,
王乾
,
刘备
,
黄启忠
,
谢志勇
人工晶体学报
为了实现石墨/纳米碳纤维复合材料用作锂离子电池负极材料的商业化应用,本实验采用了化学气相沉积在石墨颗粒表面原位生长纳米碳纤维包覆的方法制备了石墨/纳米碳纤维复合材料,利用拉曼、扫描电镜以及高分辨透射电镜等手段对纳米碳纤维包覆层中纤维的形貌与微观结构进行研究.研究结果表明:550℃下生长的板式结构的纤维嵌锂容量要高于600℃生长的无序结构和650℃生长的管状结构纤维;纳米碳纤维优良的导电性能能够复合材料的倍率性能;此外,复合材料中纤维比例在5％左右时,循环稳定性好,首次循环库伦效率也较高.
关键词:
纳米碳纤维
,
负极材料
,
微观结构
,
比表面积
谢志勇
,
黄启忠
,
苏哲安
,
张福勤
,
黄伯云
无机材料学报
用液化石油气作碳源、炭毡作增强体,在坯体中埋置导电层诱导产生温度场和电磁场梯度,在自行设计的多元耦合物理场CVI炉中制备C/C复合材料,用偏光显微镜观察热解炭的显微结构,用XRD表征了材料的石墨化度和微晶尺寸等结构参数,所有样品均为一次性沉积所得,其增密曲线是采用把坯体密度与在线电阻进行拟合所得.研究了沉积温度、碳源气体分压对增密速度和材料结构的影响;并对物理场的耦合机理和热解炭的沉积机理作了探讨.研究表明,多元耦合物理场CVI工艺增密速度快,沉积20h,试样的密度达到1.71g/cm3;除了能获得中等织构的光滑层(SL)和带状结构的热解炭,还可获得高织构的粗糙层结构(RL)热解炭,在2300℃、2h热处理后,其石墨化度达到77%以上.
关键词:
耦合物理场CVI
,
carbob/carbon composites
,
rapid densifi-cation
,
microstructure
,
deposition mechanism
谢志勇
,
黄启忠
,
苏哲安
,
张明瑜
,
梁锦华
,
黄伯云
材料导报
用液化石油气作碳源、炭毡作增强体,在坯体中埋置导电层产生温度场和电磁场梯度,在自行设计的多元耦合物理场CVI炉中制备炭/炭(C/C)复合材料,并就沉积温度、压力、碳源气体浓度等工艺条件对增密速度和材料结构的影响作了探讨性研究.采用偏光显微镜研究了沉积炭的显微结构.研究表明,多元耦合物理场CVI工艺增密速度快,初始密度为0.2g/cm3,尺寸为260mm×60mm×20mm的坯体,在920℃、3kPa、碳源浓度45%的条件下沉积20h,试样的密度达到1.71 g/cm3;在960℃、0.1kPa、碳源浓度45%的条件下,可获得结构一致的粗糙层结构(RL)热解炭.
关键词:
多元耦合物理场 CVI C/C复合材料 快速增密 组织结构
沈军
,
谢志勇
,
吴筱娴
,
欧阳玲
,
肖轶群
稀有金属材料与工程
以正硅酸乙酯为前驱体,氨水、盐酸为催化剂,通过溶胶-凝胶法制备了二氧化硅薄膜.采用提拉法将该二氧化硅薄膜镀在用于太阳能电池组件的低铁玻璃基底上.对薄膜进行了表面处理,薄膜疏水性大大提高,与水的接触角由40°提高到了110°.设计并制备了大面积的样品,400 nm到800 nm的平均透过率增加了5%以上.疏水性和耐刮擦性能达到工业化生产的需要.
关键词:
溶胶-凝胶法
,
减反射
,
疏水性
,
太阳能电池
