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中间相沥青基活性泡沫炭的制备及其电化学性能研究

以中间相沥青为前驱体,经自挥发发泡法、KOH活化法制备的中间相沥青基活性泡沫炭作为超级电容器电极材料.采用扫描电镜、X射线衍射和低温(77K)N2吸附法对中间相沥青基活性泡沫炭的表面形貌和微观结构进行表征.中间相沥青基活性泡沫炭的比表面积为2700m2/g,总孔孔容为1.487cm3/g.通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试,考察了中间相沥青基活性泡沫炭作为超级电容器电极材料的电化学性能.在电流密度为0.02A/g时,中间相沥青基活性泡沫炭的比容量为240.48F/g,能量密度为33.4Wh/kg;在电流密度为5A/g时,比容量为166.68F/g,具有良好的电化学特性.

关键词: 超级电容器 , 中间相沥青基活性泡沫炭 , 电化学性能

中间相沥青基活性炭微球/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究

景磊 , 赵东林 , 孙杰 , 高云雷 , 谢卫刚 , 沈曾民

功能材料

采用原位聚合法,以过硫酸铵为氧化剂,在比表面积为2945cm2/g的中间相沥青基活性炭微球（AMCMB）表面引发苯胺聚合,制备中间相沥青基活性炭微球/聚苯胺复合材料（AMCMB/PANI）。利用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换-红外光谱分析,考察其微观结构和表面形貌;通过恒流充放电、循环伏安及交流阻抗测试,研究其在6mol/LKOH溶液中的电化学性能。在电流密度为0.02A/g时,AMCMB/PANI电极的比容量为387.72F/g,与AMCMB电极的比容量相比,提高了57.46%,说明少量聚苯胺的加入可以显著地提高电极材料的比容量;当电流密度增大1000倍时,AMCMB/PANI电极的比容量为157.68F/g,表现出好的大电流充放电能力。

关键词: 超级电容器 , 中间相沥青基活性炭微球 , 聚苯胺 , 原位聚合 , 电化学性能

石墨烯/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

谢卫刚 , 赵东林 , 景磊 , 张凡

高分子材料科学与工程

通过对氧化石墨热膨胀还原并用超声分散制备了石墨烯,并对所得产物进行分析表征。用超声分散和模具浇注成型法制备了石墨烯/环氧树脂纳米复合材料。研究了石墨烯含量对石墨烯/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了石墨烯对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着石墨烯含量的增加,石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸强度及模量先增加后减小;当石墨烯的质量分数为0.1%时,复合材料的拉伸强度达到最大值60.9MPa,比纯环氧树脂提高了16.88%;当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸模量达到最大值2833.3MPa,比纯环氧树脂提高了48.29%。

关键词: 石墨烯 , 环氧树脂 , 复合材料 , 力学性能

碳包覆空心Fe3O4纳米粒子作为锂离子电池负极材料的电化学性能研究

孙杰 , 赵东林 , 刘辉 , 景磊 , 迟伟东 , 沈曾民

功能材料

以二茂铁为铁源,石油渣油为碳源,通过加压热解和空气氧化制备了碳包覆空心Fe3O4纳米粒子。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及高倍透射电镜（HRTEM）等测试方法对样品的形貌和结构进行表征。采用恒流充放电和交流阻抗方法测试碳包覆空心Fe3O4纳米粒子作为锂离子电池负极材料的电化学性能。在电流密度为0.2mA/cm2时,首次放电比容量高达1294.7mAh/g,30次循环之后其放电比容量为392.1mAh/g;电流密度为1mA/cm2时,首次放电比容量为216.3mAh/g,30次循环之后其放电比容量为113mAh/g。

关键词: 锂离子电池 , 碳包覆空心Fe3O4纳米粒子 , 负极材料 , 电化学性能