马诗瑶
,
杜慧
,
耿闯
,
王扬
,
庞琳瀚
,
赵娜
,
刘筱
,
郭永泰
,
曲江英
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.11.160047
采用废弃蟹壳为碳源，KOH为活化剂原位制备了氮／氧共掺杂多孔炭，并研究其作为电极材料在超级电容器中的应用。固定蟹壳与KOH的质量比为5∶3，考察了煅烧温度对所得炭材料产率、孔结构和氮氧含量的影响。结果表明，蟹壳基炭材料的孔结构和氮／氧含量可通过改变煅烧温度调变。随着煅烧温度从500℃上升至700℃，多孔炭的比表面积和孔体积逐渐增大，而氮／氧含量随温度升高则降低。采用循环伏安和恒流充放电对所得材料的电化学性能进行测试。结果表明，所得多孔炭的电化学性能取决于其孔结构与氮／氧表面性质的协同作用，其中煅烧温度为600℃所得的多孔炭比表面积为612 m2／g，氮和氧含量分别为3.53％和32.8％，在50 mA／g的电流密度下比电容达到310 F／g，循环1000次比电容仍然保持95％以上，展现出良好的电化学性能。
关键词:
生物质
,
孔炭
,
蟹壳
,
氮掺杂
,
超级电容器
高峰
,
曲江英
,
赵宗彬
,
董琰峰
,
杨卷
,
董强
,
邱介山
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(14)60141-4
在不添加锰源的情况下,将改进 Hummers 法制备的硫酸锰/氧化石墨烯悬浊液直接通过 NaOH 碱溶液原位沉淀形成四氧化三锰/氧化石墨烯复合物,并在氢气气氛下处理得到氧化亚锰/石墨烯复合材料。将该复合材料用于锂离子电池的负极材料,锂离子电池性能优良。在100 mA·g-1电流密度下,其比容量达到870 mAh·g-1,明显高于相同电流密度下氧化亚锰的比容量(456mAh·g-1)。即使在1600mA·g-1的高电流密度下,其比容量达390mAh·g-1。这种简单、高效的合成方法可为合成锰基氧化物和石墨烯的复合材料提供一种新思路。
关键词:
硫酸锰/氧化石墨烯悬浊液
,
石墨烯
,
氧化亚锰/石墨烯杂化材料
,
锂离子电池
曲江英
,
赵宗彬
,
王旭珍
,
邱介山
新型炭材料
利用锌微晶沸点较低易于蒸发以及形态丰富多变的特点,在微米尺度的锌晶粒介入下采用两种方式实现碳纳米管的组装.方法一:先蒸发得到一定尺度的锌微晶,然后以其为牺牲模板基于化学气相沉积生长技术实现碳纳米管的原位组装；方法二:与方法一的工艺过程相反,先在SiO2基片上气相沉积获得定向碳纳米管膜,然后以其为基板蒸发沉积锌微米晶对生长后的碳纳米管膜进行形貌调控和组装.结果表明,尽管两种组装方式的过程和原理不同,但都可获得碳纳米管的组装图案,且过程简单可控.这一技术可为碳纳米管的组装提供新途径.
关键词:
碳纳米管
,
图案
,
锌
,
化学气相沉积
曲江英
,
李雨佳
,
李传鹏
,
石琳
,
邵光华
,
高峰
新型炭材料
以改进的Hummers法所制氧化石墨烯/硫酸锰( GO/MnSO4)悬浊液为原料,原位合成GO/MnO2复合物,再经低温热处理制备还原氧化石墨烯/Mn3 O4( rGO/Mn3 O4)纳米复合材料。通过改变GO/MnSO4悬浊液中MnSO4的质量含量实现rGO/Mn3 O4复合物中Mn3 O4质量分数的可控调变。该法充分利用氧化石墨烯原液中的锰离子,可节省原料,同时可避免氧化石墨烯繁琐的分离过程并简化实验步骤。所得复合材料作为超级电容器电极材料展现良好的电化学电容性能,在饱和K2 SO4电解质溶液和50 mA·g-1的电流密度下,Mn3 O4质量含量为88%时其比电容达284 F·g-1。
关键词:
石墨烯
,
四氧化三锰
,
绿色合成
,
复合材料
,
超级电容器
王旭珍
,
翟培宇
,
曲江英
,
张海鹰
,
陈静
功能材料
在乙醇/水溶剂中,以AgNO3为银源、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,采用溶剂热还原法合成纳米银.通过调变乙醇-水的相对比例、AgNO3浓度和反应时间等,获得了尺寸均匀的准球形、立方体、线状等不同形貌的银纳米颗粒,利用XRD、SEM、TEM和紫外-可见吸收光谱进行了表征.初步考察了球形纳米银(粒径分布30～70nm)和立方纳米银(粒径80～140nm)修饰介孔二氧化钛对甲基橙的光催化降解性能,结果表明两种纳米银粒子对TiO2的光催化均具有增效作用,且银粒径越小,对光催化活性的提高越显著.
关键词:
银纳米粒子
,
溶剂热法
,
光催化
郑军
,
王旭珍
,
张海鹰
,
曲江英
,
任素贞
功能材料
以工业高纯氧化钕微粉为起始原料,在不使用表面活性剂的情况下通过简单的水热合成法制备出氢氧化钕一维纳米棒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其组成及形貌结构进行了系统表征.研究表明,合成过程中水热体系的反应温度、pH值、反应物初始浓度及反应时间对最终产物的形貌结构具有较大影响,当反应温度为180℃、溶液体系pH值约为9.5、Nd3+浓度为0.12mol/L时,经12h反应可以大量制备形态均一、相纯度高的六方相氢氧化钕晶体纳米棒.该氢氧化钕纳米棒在空气气氛下500℃焙烧后形成具有体心立方结构的C型Nd2O3,该Nd2O3仍具有一维纳米棒形貌.
关键词:
氢氧化钕
,
氧化钕
,
纳米棒
,
水热法
曲江英
,
韩庆
,
高峰
,
邱介山
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(17)60109-4
采用绿色处理过程从草本植物中提取14 wt%木质素,以该木质素取代25%苯酚制备酚醛树脂,并以木质素酚醛树脂为碳源、聚氨酯泡沫为模板制备泡沫炭,并研究其油水分离性能.结果表明,所得泡沫炭具有开放大孔、低密度、疏水亲油的性能,并对有机溶剂和油品展现出良好的吸附性能,其饱和吸附量可达其自身重量的12~41倍.泡沫炭吸附有机溶剂后可通过直接燃烧进行脱附,循环使用10次后,泡沫炭对植物油仍可保留83%的饱和吸附量.
关键词:
泡沫炭
,
木质素
,
生物质
,
酚醛树脂
,
油水分离
钢铁
进行相关热力学计算以研究高温燃烧过程二垩英生成的条件.计算得到:①在体系存在过剩氧即完全燃烧时不会产生二垩英;②当有固体碳沉积时也不会生成二垩英,因固体碳在热力学上比含二垩英的含碳物更稳定.另一方面,实际上即使在1 073 K完全燃烧条件下(即体系显著过剩氧)也有二垩英生成,原因是在实际燃烧炉中含碳微粒不可能完全烧尽.从热力学角度假设不发生碳沉积,计算得出二垩英在1 073 K高温和高CO/CO2比范围内会生成.实际考虑的条件放在燃烧炉内含碳微粒的周围.在有含碳微粒存在条件下,即使反应2CO→C+CO2(碳沉积)发生,C+CO2→2CO反应(CO生成;含碳微粒被CO2氧化)也会同时发生,导致在含碳微粒周围保持一个高的CO/CO2比,由此产生二垩英.假设在含碳微粒周围存在高CO/CO2比的异质位置,则认为二垩英会形成.
关键词:
燃烧过程
,
二垩英生成
,
含碳微粒
,
热力学
钢铁
氯来源、种类和燃烧物中氯浓度对燃烧过程中二垩英生成有重要影响.在实验燃烧炉中研究1 073K温度下上述三种因素对燃烧过程二垩英生成的影响.二垩英生成浓度在相同氯源和种类条件下与燃烧物中氯含量几乎成正比,且受氯源明显影响.如有机氯化合物或无机氯化物.即使对无机氯化物,在有活性氯存在时也会生成高浓度二垩英,如由盐和面粉形成的水化物中的活性氯.
关键词:
氯源
,
氯种类
,
燃烧过程
,
二垩英/呋喃
,
水化物
,
PVC
