张睿
,
徐耀
,
吕永根
,
李志宏
,
孟庆函
,
李开喜
,
吴东
,
凌立成
,
王俊
,
赵辉
,
荣利霞
,
董宝中
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.03.007
酚醛树脂和羟甲基化蜜胺在碱性水溶液中在85℃水浴中反应5d经溶胶-凝胶过程形成了水凝胶.水凝胶经丙酮置换产生酮凝胶,而后经超临界二氧化碳干燥生成有机气凝胶.有机气凝胶在氮气氛中800℃下裂解3h形成了炭气凝胶.采用小角X-射线散射技术和散射理论对上述四种凝胶的微结构进行了分析.结果发现:水凝胶粒子是单分散的,被水溶胀并在0.15nm处有强的散射峰,表明具有纳米尺度的空间周期结构,这种结构是通过不稳态纳米尺度相变--旋节微相分离产生的.由丙酮置换产生的酮凝胶也是单分散的,被丙酮稍微溶胀并在0.15nm具有肩峰,表明水凝胶在溶剂置换过程中发生轻微团聚产生的大粒子在较小角处发生强烈的散射致使强峰演化成肩峰.有机气凝胶和炭气凝胶都是多分散的,在小角处没有散射峰,表明在超临界干燥过程中粒子的团聚继续发生导致多分散性并掩盖了纳米尺度的空间周期结构致使散射峰消失.有机气凝胶中存在的扩散界面层在其裂解过程中消失,这可能是由于在裂解过程中扩散界面层向粒子迁移以降低界面能所致.从小角X-射线散射数据用Shull-Roess法得到的有机气凝胶和炭气凝胶的回转半径分布比较可知,在裂解过程中,粒子的团聚长大、质量损失和致密化共同作用的结果使得炭气凝胶的回转半径分布比有机气凝胶稍宽,最可几回转半径稍微减小.
关键词:
炭气凝胶
,
裂解
,
小角X射线散射
,
微观结构
王琴
,
梁晓怿
,
吕春祥
,
张睿
,
乔文明
,
詹亮
,
刘鸿鹏
,
凌立成
,
陈中军
,
董宝中
高分子材料科学与工程
采用同步辐射小角X射线散射研究了PAN原丝制备过程中纤维轧结构的演变.结果表明,在水洗工艺中,纤维孔隙较多、较大,孔径分布较宽,近似圆形;在热水牵伸工艺中,纤维孔隙仍较多、较大,孔径分布较宽,近似椭圆形,长轴约17 nm-21 nm.短轴约4 nm～11nm;在干燥致密化工艺中,孔隙急剧减少、减小,孔径分布较窄,沿纤维轴向约7nm～9nm,垂直纤维轴向约2 nm;经过蒸汽牵伸,孔隙又增多、增大,孔径分布变宽,孔隙沿纤维轴向被牵伸得很长,近似梭形;但是随后的松弛热定型又使孔隙减小,孔径分布变窄.
关键词:
聚丙烯腈纤维
,
同步辐射小角X射线散射
,
孔隙结构
刘朝军
,
梁晓怿
,
滕娜
,
刘小军
,
龙东辉
,
詹亮
,
张睿
,
杨俊和
,
凌立成
新型炭材料
利用气相氧化处理对沥青基球状活性炭(PSAC)进行氧化改性,考察了氧化改性气氛中氧含量、氧化时间和氧化温度对PSAC表面化学性能的影响.用氮气吸附法表征了PSAC的孔结构,并研究了改性前后PSAC对苯酚吸附性能的变化规律.结果表明:改性前后PSAC的孔结构变化不明显;当氧化改性气氛中氧含量为20%,氧化时间为5 h以及氧化温度分别为400 ℃和450 ℃时,沥青基球状活性炭的表面酸性官能团由0.11 meq/g分别增加到1.22 meq/g、1.60 meq/g,碱性官能团由0.52 meq/g分别减少到0.03 meq/g、0.02 meq/g;随着表面酸性官能团数量的逐渐增加,PSAC亲水性能逐渐增强,使得溶剂水对吸附位产生强烈的竞争吸附,最终导致PSAC对苯酚的吸附等温线由L型向S型转变.
关键词:
沥青基球状活性炭(PSAC)
,
空气氧化
,
孔结构
,
吸附性能
龙东辉
,
张洁
,
杨俊和
,
胡子君
,
李同起
,
成果
,
张睿
,
凌立成
新型炭材料
以苯酚、间甲酚和糠醛为原料,在正丙醇溶剂中以盐酸为催化剂经溶胶-凝胶过程合成了醇凝胶,直接超临界正丙醇干燥得到有机气凝胶,在氮气保护下裂解制备出富含中孔的炭气凝胶.用IR、N2吸附、SEM、TEM等表征气凝胶的结构特征,考察了问甲酚苯酚摩尔比对凝胶结构的影响.结果发现:提高间甲酚的含量能够增强聚合物的交联密度,减小聚合物与溶剂的相溶性,缩短相分离时间,有利于得到较小的纳米颗粒和孔径的炭气凝胶.所制得的炭气凝胶平均中孔孔径随间甲酚含量的增加从47 nm逐渐减小至13 nm,BET比表面积和中孔孔容在m-C/P=0.33时达到最大值.
关键词:
炭气凝胶
,
溶胶-凝胶法
,
超临界干燥
,
密度
,
孔隙
叶冉
,
成果
,
詹亮
,
张秀云
,
刘春法
,
梁晓怿
,
乔文明
,
凌立成
材料科学与工程学报
以石墨化针状焦为原料,采用机械球磨和化学气相沉积法(CVD)制得碳/Si/针状焦复合负极材料.结合XRD、SEM分析手段和电化学特征,研究发现:当石墨化针状焦复合20%的纳米Si后,其首次放电容量高达1110mAh/g,但25次循环后放电容量衰减为200mAh/g;采用CVD方法,在Si/针状焦复合材料的表面沉积厚度为6～8nm的碳后,其首次库伦效率为81%,25次循环后放电容量仍能稳定在860mAh/g,且循环效率接近99%.
关键词:
锂离子电池
,
针状焦
,
纳米Si
,
化学气相沉积
吴雪平
,
凌立成
,
吕春祥
,
吴刚平
,
李永红
,
李开喜
,
宋燕
,
张睿
,
贺福
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.02.005
将不同分子量的丙烯腈(AN)与丙烯酰胺(AM)的共聚物溶解于二甲基亚砜(DMSO)中,获得聚丙烯腈(PAN)溶液.采用旋转粘度计和锥板流变仪,从非牛顿指数n、流动活化能ΔΕη、结构粘度指数Δηa和弹性模量G等方面比较了不同分子量PAN溶液的流变性能.结果表明:分子量高的PAN溶液的表观粘度对应力变化敏感,分子量低的PAN溶液的表观粘度对温度的变化敏感.无论是从粘性还是从弹性角度看,低分子量PAN溶液的物理稳定性好.
关键词:
共聚物
,
丙烯腈
,
丙烯酰胺
,
流变性
,
稳定性
吕春祥
,
李开喜
,
吕永根
,
梁晓怿
,
宋燕
,
凌立成
,
王占仁
,
国建琴
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.03.003
表征了沥青基球状活性炭的基本结构参数(如比表面积、孔容量、球形度、强度、重金属含量等),测定了其对血液中典型中、小毒性分子的吸附性能(肌酐和VB12)和溶血反应率,分析了以沥青基球状活性炭为吸附剂的人工炭肾的微粒释放量、热源和细菌含量,并进行临床试验.结果表明:沥青基球状活性炭球形度好,强度高,具有良好的广谱吸附性能,对血液中典型的中、小毒性分子吸附能力强,重金属含量低,溶血率低,微粒释放量少,无热源、无菌,血液灌流临床试验效果满意,可以作为人工炭肾的吸附剂.
关键词:
沥青基球状活性炭
,
吸附
,
溶血反应
,
VB12
,
肌酐
张传祥
,
张睿
,
邢宝林
,
成果
,
谢应波
,
乔文明
,
詹亮
,
梁晓怿
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(09)60020-2
以太西无烟煤为前驱体,NaOH为活化剂制备电化学电容器电极材料.采用N2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征.在1mol/L (C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯有机电解液体系中,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响.结果表明:以NaOH为活化剂可制备出比表面积943mol/L～2479mol/L、比电容57F/g～167F/g的活性炭电极材料.活性炭电极材料的比电容不仅取决比表面积,而且与活性炭的孔径分布有关.孔径为2nm～3nm的中孔的存在可以有效降低电解液的扩散阻力,提高电极材料比表面积的利用率,从而使电容器的电化学性能得到增强.
关键词:
活性炭
,
电化学电容器
,
电化学性能
,
孔结构
鲍英
,
詹亮
,
王春晓
,
王艳莉
,
杨光智
,
杨俊和
,
乔文明
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(11)60086-3
以中间相沥青为碳质前躯体,采用自发泡法制得泡沫炭.为了提高比表面积,泡沫炭经质量分数65％的HNO3氧化后,采用化学气相沉积法在其表面生长一层纳米炭纤维(CNFs).泡沫炭表面生长一层CNFs后,其比表面积和导热系数分别由40m2/g、107W/mK相应提高到198 m2/g、125W/mK.这种结构的CNFs/泡沫炭复合材料可以用作气相催化反应体系的催化剂载体.
关键词:
泡沫炭
,
纳米碳纤维
,
催化剂载体
吕春祥
,
吴刚平
,
吕永根
,
李开喜
,
李永红
,
梁晓怿
,
贺福
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2003.03.004
研究了原丝在氧化过程中体密度、线密度、力学性能、环化交联程度、元素组成的变化,结果表明:(1)随着氧化温度的加深,预氧丝交联度和环化指数增加,线密度降低,体密度增加,预氧丝模量、断裂伸长和强度降低.(2)随着氧化程度的加深,纤维致密性增加.(3)随着氧化程度的加深,纤维C、H、N元素含量及H/C、N/C比例逐步降低,预氧丝总体O和O/C增加,在氧化反应初期纤维Si含量迅速减少,然后基本稳定.(4)氧化过程中预氧丝表面的O含量基本恒定,预氧丝表面的含氧量高于中心含氧量.
关键词:
聚丙烯腈
,
原丝
,
氧化
,
环化
