张强
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程新兵
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黄佳琦
,
彭翃杰
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魏飞
新型炭材料
随着石墨负极的成功商用，锂离子电池在智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备中已得到广泛的应用。经过20多年的发展，现有基于嵌锂化合物正极的锂离子电池已接近其理论容量，但仍不能满足高速发展的电子工业和新兴的电动汽车等行业的要求，寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池系统具有极高的理论能量密度，在多种储能系统中是最具潜力的一种二次电池。但是锂硫电池中也存在硫的电导率极低、多硫化物溶解迁移等问题，使其在走向实用化的过程中遇到许多困难。纳米碳质材料在新型锂硫电池的开发过程中处于重要地位，通过纳米炭的引入，可以获得导电复合正极材料，控制多硫化物的穿梭，从而有望实现正极硫材料的高效利用。综述了基于纳米炭-硫复合正极材料，尤其是碳纳米管、石墨烯、多孔炭以及其杂化物等材料复合的电极，分析其结构与锂硫电池性能的关系，并展望锂硫电池的发展方向。
关键词:
锂硫电池
,
碳硫复合正极
,
纳米炭
,
碳纳米管
,
石墨烯
,
多孔炭
,
杂化物
王小宪
,
李铁虎
,
冀勇斌
,
金伟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.11.010
以三嵌段共聚物P123为结构导向剂和有机碳源,正硅酸乙酯为无机前驱体,在微量酸的催化条件下,结合非水体系蒸发诱导自组装技术与溶胶-凝胶工艺,采用浸渍-提拉法制备了介孔炭分子筛膜,研究了陈化温度对介孔炭膜结构的影响.通过透射电镜(TEM)、N2物理吸附-脱附、场发射扫描电镜(FESEM)和热重分析(TGA)对膜体的形貌结构性能进行了表征.结果表明,P123是优良的制膜材料,硫酸的预处理提高了P123的碳转化率,是成膜的关键因素之一.所制备的膜体材料由一定取向的类碳纳米管阵列组成;膜体表面致密、光滑无裂纹,具有孔径均一的对称结构.同时可以通过改变涂膜液的陈化温度来调节炭分子筛膜的孔径大小.
关键词:
模板
,
炭化
,
多孔炭
,
膜
李乃霞
,
殷德宏
,
陈赞
,
纪金海
,
战征
,
谢发军
硅酸盐通报
以多孔炭为模板,水热条件下首次合成了具有中空结构的介孔丝光沸石.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2物理吸附/脱附等测试手段对合成的样品进行了表征.结果表明,制备的新型材料为具有规则六棱柱外貌的中空介孔丝光沸石,晶体的内腔尺寸约为8 μm,晶体的壁厚约为1 μm,且晶体壁中存在大量尺寸约为9.0 nm的介孔.
关键词:
丝光沸石
,
中空结构
,
介孔
,
多孔炭
,
模板
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(12)60019-5
以糠醇(FA)、4,4-双马来酰亚胺二苯基甲醇(BM)、BM与二乙烯基苯共聚物(BM-DVB)和蔗糖(S)为炭前驱体,硅胶为硬模板制备了六种纳米孔炭.在氦气气氛中800℃～1000℃炭化30 min,炭化后利用质量分数40％ HF脱除模板.利用元素分析、氮气吸附、热分析和漫反射红外表征产物的孔结构和化学结构及它们对多孔炭热性能的影响.结果表明,前驱体对多孔炭的性能有一定的影响.前驱体的化学结构和热处理条件对炭的孔隙结构,亲水性和热稳定性都有影响.最稳定的产物中含有氮和磷元素.
关键词:
多孔炭
,
模板法
,
孔结构
,
表面化学
李强
,
李开喜
,
范慧
,
谷建宇
,
孙国华
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.006
通过化学沉积法制备了氧化锰/多孔炭(Porous carbon,简称PC)复合材料,考察了氧化锰负载量及热处理温度对其理化性能的影响,探讨了氧化锰/多孔炭复合电极的充放电机理.SEM照片及孔结构测试结果表明,常温下化学沉积法负载氧化锰不但负载均匀,而且还对多孔炭的孔结构起到修饰作用;但经400℃以上高温处理后,其均匀性受到破坏.XRD测试结果表明,经110℃干燥处理及400℃高温处理的复合电极材料负载的氧化锰为无定型结构,800℃时则转变为γ-Mn2O3.经电化学测试表明化学沉积法负载氧化锰可以有效地提高多孔炭电极材料的电能存储容量,当多孔炭负载质量分数1.7%氧化锰,在空气中110℃干燥,制得复合材料的单电极比电容达到340F/g,比单纯的多孔炭电极提高34%.
关键词:
化学沉积法
,
氧化锰
,
多孔炭
,
复合材料
,
电化学性能
李铁虎
,
王小宪
,
冀勇斌
,
金伟
,
林起浪
新型炭材料
采用非水溶剂快速挥发法,以表面活性剂和酚醛树脂为结构导向剂和碳前驱体制备介孔炭.通过透射电镜、氮吸附-脱附和扫描电镜对产品的结构进行了表征.结果表明:所制介孔炭具有高度有序的二维六方结构.表面活性剂与酚醛树脂的配比对介孔炭的有序性有较大的影响,当其质量比高于1:0.25时,可保持良好的有序度.随着比值的减小,有序度逐渐降低.与蔗糖液相浸渍法相比,非水体系快速挥发法所制介孔炭具有较少的外微及大孔.
关键词:
多孔炭
,
非水体系
,
模板
,
炭化
王晓娇
,
张传祥
,
邢宝林
材料导报
概述了表面改性和本体富氮两种负载氮原子的方法及其优缺点,总结了经高温处理后炭材料表面含氮官能团(N-6、N-5、N-Q、N-x)的转化机制:氮原予最终以化学性质稳定的六圆环的形式出现(如N-6、N-Q、N-x),温度高于600℃时,N-5(Pyrrolic-N)通过"扩环"作用转变为N-6、N-Q、N-X.最后从法拉第氧化还原反应(产生赝电容)和电极的湿润性两方面归纳了表面含氮官能团对超级电容器电化学性能的影响,并展望了今后的研究方向.
关键词:
多孔炭
,
含氮官能团
,
负载方法
,
转化机制
,
电化学性能
伍刚
,
李德伏
,
王金渠
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.04.024
采用NaY沸石分子筛作模板,乙酰丙酮为炭前驱体,使用液相浸渍-气相沉积工艺合成了富含微孔和中孔结构的多孔炭材料并对其进行了表征.所合成的多孔炭比表面积1351m2/g,孔容0.892cm3/g,微孔率0.63,孔径分布多在0.8nm～3.0nm之间.
关键词:
多孔炭
,
模板
,
沸石
,
乙酰丙酮
李芬芳
,
田科奇
,
邢健敏
功能材料
通过化学活化法制备了烟渣基多孔炭材料,采用IR、BET和EA等手段对其进行了表征,考察了其甲基橙等温吸附和动力学吸附性能.红外图谱表明,炭材料中含有大量的含氧基团,材料的孔径大小和比表面积随着炭化时间的增加而增加,甲基橙等温吸附和动力学吸附研究发现,以ZnCl2为活化剂,活化时间3h时,炭材料比表面积达到624.94m2/g,平均孔径为14.33nm,甲基橙的吸附容量为154.3mg/g.
关键词:
废次烟草
,
化学活化法
,
多孔炭
,
甲基橙吸附
李灿
,
黄正宏
,
张江南
,
康飞宇
,
梁吉锋
材料科学与工程学报
以石油渣油为原料,分别采取传统的水蒸气活化和类模板法制备多孔炭材料,并采用氮吸附、XRD和SEM等分析手段对得到的多孔炭进行了表征.结果表明,水蒸气活化制备的多孔炭以微孔为主,且随着活化时间的增加.比表面积增大,炭收率减小.而类模板法制备的多孔炭以中孔为主,且随着MgO/渣油配比值的增加,其比表面积随之增大,炭收率变化不大.
关键词:
渣油
,
多孔炭
,
水蒸气活化
,
乙酸镁
,
类模板法
