碳基材料

摘要： 推进“碳达峰碳中和”目标,缓解能源危机和实现CO_(2)减排,光/电催化技术可将CO_(2)还原为可再生碳氢燃料和高附加值化学品,被认为是经济有效的双赢策略。其中,高效光/电催化剂研制作为关键核心问题。碳基材料凭借其良好的物理化学稳定性、表面性质、独特导电性和优异吸附性能引起了广泛关注。更重要的是,对其引入金属活性组分,不但可以影响金属的表面形貌、粒径大小、分散性以及存在形式,而且与金属组分间的相互作用能控制金属与载体之间的电荷转移,增强催化剂对CO_(2)的吸附能力和催化转化效率。基于此,综述了碳基材料负载不同种类金属(Fe,Co,Ni,Cu和双金属)的制备方法,探讨了碳基材料与不同种类金属之间的结合方式对催化性能的影响规律,最后对碳基金属复合材料存在的问题以及未来的应用前景进行了总结与展望。

摘要： 华阳新材料科技集团有限公司(以下简称华阳集团)明确"十四五"发展思路和目标,大力实施"127"发展战略(即1个方向,聚焦转型蹚新路战略方向;坚持走碳基材料和数字资产2条路径;7个支撑,形成功能性纤维新材料、新能源蓄能新材料、绿色节能建筑新材料、石墨烯新材料、铝镁合金新材料、大数据物联网、5G智能矿山七大支撑协同发展的产业集群),始终将推动5G、大数据、云计算为代表的新一代信息技术与传统煤炭产业深度融合,大力构迮以"'安全绿色智能化开采"为特点的现代煤炭开采模式。

摘要： 为推动沥青混凝土路面损伤监测技术的发展,拓宽路面病害监测材料的选择范围,对路面监测用碳基材料及其复合材料的种类、应用方式及现状进行梳理,阐述该类材料在路用监测病害中的工作原理与应用特点,分析不同碳基材料及其复合材料对路面结构性能的影响特征,并针对沥青混凝土路面监测材料的选择与应用决策面临的问题与发展趋势进行详细的探讨与展望.

摘要： 基于可再生、间歇性的能源驱动的二氧化碳(CO_(2))电还原制甲酸(HCOOH)技术是二氧化碳转化利用的重要途径。本文详细介绍了CO_(2)的物理化学性质及其电还原生成HCOOH的反应机理;综述了近年来碳基材料在电还原CO_(2)制HCOOH中的研究进展,包括无金属的碳催化剂和碳负载型催化剂。在此基础上,总结和评述了电化学反应器的设计和优化策略。以CO_(2)电还原耦合甲醇电氧化反应为例,分析了CO_(2)杂化电解技术的优势。最后,提出了目前电还原CO_(2)制HCOOH的关键科学技术问题和未来的发展方向,以期为该技术的进一步发展提供新的思路和指导。

摘要： 作为种类繁多且廉价的环境友好型高效吸附剂,碳基材料在含铬废水的吸附处理中有广泛应用。本文对活性炭、生物质炭、石墨烯、碳纳米管、碳基复合材料等用于吸附水中铬的实验研究,以及相关的吸附热力学及动力学的研究成果进行综述,对比了含铬废水吸附处理的工艺参数,分析了其吸附机理。

摘要： 化石燃料的大量消耗和环境的逐渐恶化导致迫切需要开发和探索有效的能源转换和存储技术.电化学是各种能源转换装置的基础和关键.设计和合成具有高催化活性的非贵金属基和非金属基催化剂是最好的选择.金属有机骨架(MOF)衍生的碳基材料具有比表面积大、孔隙率高的特点,可以选择性地限制不同类型的金属.因此,MOF衍生碳作为催化剂载体使用时具有良好的限域效应,有利于提高催化剂的活性和稳定性.本文综合评述了MOF衍生材料在催化反应中的限域效应,并介绍了MOF衍生碳基材料在氧还原反应(ORR)和二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)电催化方面的最新进展,揭示了MOF碳基材料在电催化反应中的构效关系.最后,讨论了MOF衍生的碳基材料在ORR和CO_(2)RR电催化中的挑战和机遇,以及未来可能的解决方案.

摘要： 碳基材料主要是指以碳为主体的材料,品种多、应用广、附加值高。我国高度重视碳基材料产业发展,纳入“十四五”原材料工业相关发展规划。本文系统分析了碳基材料的应用现状及发展趋势。

摘要： 近年来,纳米零价铁(nZVI)因具有比表面积大、还原能力强、成本低的特点被用于去除环境中的六价铬〔Cr(Ⅵ)〕,然而由于高表面能、固有磁力等因素的影响,nZVI具有易团聚、易氧化和不稳定的缺点,限制了其广泛应用.鉴于此,本文以碳材料作为支持材料改性nZVI,比较了制备碳基nZVI复合材料的方法,分析了不同碳基nZVI复合材料去除Cr(Ⅵ)的反应效能,阐述了影响复合材料去除Cr(Ⅵ)的因素.结果表明:①湿化学法合成的复合材料有利于提高nZVI的分散性,减少团聚.热转化法合成的复合材料有利于节约成本,提高碳材料和nZVI的结合性.②不同碳材料负载nZVI能有效提高nZVI的分散性、稳定性和抗氧化性.③碳基材料负载nZVI能有效降低环境因素对nZVI的负面影响.④碳基nZVI复合材料能提高对Cr(Ⅵ)的去除能力,其对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量比nZVI高1.2~20倍.本文旨在深入了解碳基nZVI复合材料的合成方法,提高碳基nZVI复合材料的性能,以期为开发高效稳定的碳基nZVI复合材料修复环境中的Cr(Ⅵ)提供一些启示.

摘要： 综述了以单金属铁或复合金属铁为活性中心,以三种典型的多孔材料碳基材料、沸石、金属有机骨架材料为载体的催化剂的实验研究。对Fe负载后的SCR催化性能进行了分析,催化剂主要存在抗硫抗水性能弱和金属有机骨架材料高温稳定性差等问题。可以采用前驱体处理,复合其他金属等方法进行改进,改善铁基多孔材料催化剂的催化性能。

摘要： 室温钠离子二次电池是锂离子二次电池最有可能的替代品,也被认为是大规模能量存储技术的最有前景的选择之一。金属钠具有超高的理论容量以及低的氧化还原电位,因此被认为是最有前景的高比能钠离子电池的负极材料。然而,钠金属负极的应用仍面临一些挑战性,如钠枝晶的生长、钠金属与电解液之间的副反应、充放电过程中大的体积膨胀等。其中,钠枝晶生长不仅可以产生"死"钠和加速钠金属与电解液之间的副反应,导致容量的快速衰减,而且可能刺穿隔膜,引发电解液燃烧、电池爆炸等严重的安全问题。炭材料家族成员众多,可具有高机械强度、轻质量、高导电性、大比表面积和良好的化学稳定性等特性,近年来被广泛报道用于钠金属负极的集流体的研究。本文综述了最新的碳基集流体材料在钠金属负极上的研究进展,分析了碳基集流体的界面、结构与钠金属负极性能之间的关系,最后并对碳基集流体的未来研究面临的问题进行了展望。

摘要： 燃煤电厂产生大量的二氧化硫、氮氧化物以及重金属汞等污染物,对环境造成了严重污染.烟气集成净化碳基材料吸附法作为能够同时脱除烟气中多种污染物的方法,近些年得到逐渐推广.目前关于碳基材料性能评价的标准和规范很多,但在实际应用中存在诸多不足.本文详细介绍了碳基材料的分类、检测指标和检测方法,经过调研及试验,对相关检测方法进行优化改进,提高了检测效率,对规范我国碳基材料的生产、应用、科研及促进烟气集成净化干法工艺的发展起到推动作用.

摘要： 在前期关于单/双平台问题研究[1]基础上,就学术上和工程应用中关注的碳在空气中燃烧所谓的“快反应”和“慢反应”问题进行了深入分析,发现被广泛使用了六十多年的“慢反应”根本不存在,而被遗弃的“快反应”是真实存在的,并具有重要应用价值.本文采用“快反应”动力学数据,并且同时考虑CO和CO2两个烧蚀产物,得到的无量纲烧蚀速率随温度的变化曲线存在两个平台,其中温度稍低情况下出现的第一个平台对应的主要烧蚀产物是CO2,另一个温度稍高情况下的平台对应的主要烧蚀产物是CO,而且前一平台值恰好是后一平台值的一半.本文发现,过去常常被忽略的CO2扮演了一个重要角色,由它产生的第一平台,将以往文献中完全独立、看似毫无关系的“快反应”和“慢反应”曲线之间建立了联系.理论分析表明,第一平台之前的快速上升段属于从速率控制到扩散控制的过渡区,第一平台及其以后的区域都属于扩散控制区,包括两个平台之间的连接线,它是由反应生成物CO与CO2的分压比δ从0到∞变化引起的,与反应动力学完全无关.由双平台理论得到的,从低温到高温,由速率控制区经由过渡区到达扩散控制区的整条烧蚀速率曲线,与试验结果完全吻合.而以往Scala“快反应”和“慢反应”模型,忽略CO2得到的单平台曲线,各自只有一小段与试验结果符合,无法全区间吻合,而且误认为它们是两种极端情况,显然是有问题的.尤其是“慢反应”模型,原以为平台前的快速上升段属于从速率控制到扩散控制的过渡区,但本文发现这个温度区间实际上已经完全处于边界层扩散速率控制区,这时的烧蚀速率与表面化学反应动力学因素完全无关,因此这个“慢反应”模型也就不是真实存在的.可在此前的六十年中,国内外碳基材料烧蚀计算大都采用这个实际不存在的“慢反应”数据,只是碰巧因为烧蚀在Tw＞1700K时才变得显著,而恰好模型的这段曲线能够与试验结果吻合.再加上“快反应”模型使用不当,想当然认为CO2可以忽略,致使其预测结果大大高于试验结果,因此就被长期束之高阁了.本文结论颠覆了传统观念,澄清了模糊认识,解决了争议问题,并得到了试验证实.

摘要： Janus材料的出现为纳米材料的制备、功能化及其构效性研究开辟了新方向,但具有微纳米尺度的二维Janus超薄膜材料的研究十分滞后,急需相应的化学组成与形貌严格区分的新方法.这里,将汇报课题组在二维碳基/高分子复合Janus薄膜材料构筑与性能研究方面的新进展.如通过单向接枝功能与智能高分子到碳基材料表面，获得二维Janus薄膜，则有望把待检测物的信号通过高分子传递给碳材料，并通过一边没有接枝高分子刷的碳材料与电极的有效接触来传递电学信号的变化而获取检测物的信息。这样的二维Janus薄膜将会真正体现出“Janus”各组分在功能上的协同。

摘要： 采用两步分散方法,即依次通过"粉体预混"和"熔融共混"两步法制备了碳基聚丙烯导电复合材料,利用不同的表征手段研究了碳基材料用量对聚丙烯复合材料性能影响.研究结果表明:片状膨胀石墨(EG)和纤维状多壁碳纳米管(MWCNTs)在聚丙烯体系中形成了完整而稳定的导电"网络",而且分散均匀,致使聚丙烯的拉伸强度和断裂伸长率明显提高,在EG/MWCNTs=0.1/0.1时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值.复合碳基材料的加入,影响了聚丙烯的结晶行为,改善了聚丙烯复合材料的耐热性能,显著提高了聚丙烯复合材料的导电性能,其逾渗阀值在EG/MWCNTs=0.1/0.1到0.5/0.5之间.

摘要： 聚合物共混纺丝法制备纳米碳纤维是制备纳米碳纤维的一种新方法，国内尚未见文献报道。本文将热解聚合物与碳纤维前躯体共混，利用常规融熔纺丝设备制得了以聚丙烯为基体、酚醛树脂为分散相的复合纤维，经过高温炭化，去除基体，获得纳米碳纤维，探索利用现有工业化设备生产纳米碳纤维的途径。

摘要： 聚合物共混纺丝法制备纳米碳纤维是制备纳米碳纤维的一种新方法，国内尚未见文献报道。本文将热解聚合物与碳纤维前躯体共混，利用常规融熔纺丝设备制得了以聚丙烯为基体、酚醛树脂为分散相的复合纤维，经过高温炭化，去除基体，获得纳米碳纤维，探索利用现有工业化设备生产纳米碳纤维的途径。

摘要： 聚合物共混纺丝法制备纳米碳纤维是制备纳米碳纤维的一种新方法，国内尚未见文献报道。本文将热解聚合物与碳纤维前躯体共混，利用常规融熔纺丝设备制得了以聚丙烯为基体、酚醛树脂为分散相的复合纤维，经过高温炭化，去除基体，获得纳米碳纤维，探索利用现有工业化设备生产纳米碳纤维的途径。

摘要： 电化学电容器以其大容量储能、优良的脉冲充放电性能和长循环使用寿命等特点引起了人们的广泛关注和各国政府及研究单位的高度重视,各种高性能电化学电容器研究计划相继出笼,其中研究的重点主要是各种高性能电极材料的研制,包括已有电极材料的结构、性能优化及新电极材料的开发.本文就目前电化学电容器电极材料的研究状况进行了综述,认为金属氧化物电极材料已逐渐成为当前研究的热点.

摘要： 电化学电容器以其大容量储能、优良的脉冲充放电性能和长循环使用寿命等特点引起了人们的广泛关注和各国政府及研究单位的高度重视,各种高性能电化学电容器研究计划相继出笼,其中研究的重点主要是各种高性能电极材料的研制,包括已有电极材料的结构、性能优化及新电极材料的开发.本文就目前电化学电容器电极材料的研究状况进行了综述,认为金属氧化物电极材料已逐渐成为当前研究的热点.

摘要： 电化学电容器以其大容量储能、优良的脉冲充放电性能和长循环使用寿命等特点引起了人们的广泛关注和各国政府及研究单位的高度重视,各种高性能电化学电容器研究计划相继出笼,其中研究的重点主要是各种高性能电极材料的研制,包括已有电极材料的结构、性能优化及新电极材料的开发.本文就目前电化学电容器电极材料的研究状况进行了综述,认为金属氧化物电极材料已逐渐成为当前研究的热点.

摘要： 本发明提供了一种改进碳基材料性能的方法和一种改进型碳基材料，涉及碳基材料技术领域。本发明将碳基材料悬浮液在密封容器中进行恒温热处理；所述碳基材料为氧化石墨烯；所述恒温热处理的温度为30～80°C，时间小于等于20天。本发明通过恒温热处理能够加速碳基材料中环氧基团的羟基转变，而碳基材料由亚稳态向羟基增加和环氧减少的这种结构进行转化，可显著增强碳基材料片层之间的氢键作用，从而增强碳基材料的性能。本发明通过便捷的热处理过程即可显著增强碳基材料的悬浮稳定性、亲水性和机械性能，并可通过调节热处理的条件实现对光子带隙的灵活调节，具有良好的应用前景。

摘要： 本申请公开了以废弃烟丝制备碳基材料的方法以及碳基材料的应用。本申请方法，以废弃烟丝为原料，先光加热再微波加热，获得较快或较高效率的加热，从而确保了所制备的碳基材料的BET比表面积。将本申请所制备的碳基材料用作滤棒吸附材料，可提高新型烟草的特征香气强度和持久稳定性；或者应用于卷烟滤棒，吸附过滤烟气有害成分，实现了对废弃烟丝的绿色、无害化处理和高值化利可将其用作加热不燃烧烟丝加香的香味成分吸附剂。

摘要： 一种提高碳基材料在轮胎中相容性的方法及用该碳基材料的阻燃轮胎胎面，包括如下步骤：提供一碳基材料；将碳基材料置于褐煤蜡溶液中，然后进行充分混合后，再移出褐煤蜡溶液中的溶剂得到的残渣即为经改性后的碳基材料。所述碳基材料为膨胀石墨，所述褐煤蜡溶液为褐煤蜡的甲苯溶液。膨胀石墨本身具有较多的孔隙结构以及不饱和基团，在轮胎合成过程中，容易产生过多的键连反应，使得轮胎胎面本身的耐磨性能较于碳黑变低，而通过褐煤蜡进行改性之后，降低了这一趋势，提高了采用膨胀石墨的轮胎胎面的耐磨性能。

摘要： 根据本发明的碳基材料掺杂有金属原子和非金属原子(例如氮原子)。在通过对金属原子的K边EXAFS进行傅里叶变换得到的径向分布函数中，“A”和“B”的比值等于或大于4.0，其中“A”表示大约在等于金属原子与非金属原子间配位键长度的距离处的峰中最高峰的强度，并且“B”表示大约在等于金属原子间金属键长度的距离处的峰中最高峰的强度。然而，如果金属原子为铂原子，在通过对铂原子的LIII边EXAFS进行傅里叶变换得到的径向分布函数中，“A”和“B”的比值等于或大于4.0。

摘要： 本公开涉及一种氧化碳基材料、碳基材料的氧化方法及环烃的催化氧化方法，所述环烃的催化氧化方法包括：使环烃和氧化剂在催化剂的存在下进行接触反应，其中，所述催化剂含有氧化碳基材料。本公开采用特殊的氧化碳基材料催化环烃的氧化反应，能够在温和的条件下实现对环烃的选择性氧化，产物中酮类和二元羧酸类的选择性高。

摘要： 本申请公开了以废弃烟丝制备碳基材料的方法以及碳基材料的应用。本申请方法，以废弃烟丝为原料，先光加热再微波加热，获得较快或较高效率的加热，从而确保了所制备的碳基材料的BET比表面积。将本申请所制备的碳基材料用作滤棒吸附材料，可提高新型烟草的特征香气强度和持久稳定性；或者应用于卷烟滤棒，吸附过滤烟气有害成分，实现了对废弃烟丝的绿色、无害化处理和高值化利可将其用作加热不燃烧烟丝加香的香味成分吸附剂。

摘要： 一种提高碳基材料在轮胎中相容性的方法及用该碳基材料的阻燃轮胎胎面，包括如下步骤：提供一碳基材料；将碳基材料置于褐煤蜡溶液中，然后进行充分混合后，再移出褐煤蜡溶液中的溶剂得到的残渣即为经改性后的碳基材料。所述碳基材料为膨胀石墨，所述褐煤蜡溶液为褐煤蜡的甲苯溶液。膨胀石墨本身具有较多的孔隙结构以及不饱和基团，在轮胎合成过程中，容易产生过多的键连反应，使得轮胎胎面本身的耐磨性能较于碳黑变低，而通过褐煤蜡进行改性之后，降低了这一趋势，提高了采用膨胀石墨的轮胎胎面的耐磨性能。

摘要： 本发明提供了一种改进碳基材料性能的方法和一种改进型碳基材料，涉及碳基材料技术领域。本发明将碳基材料悬浮液在密封容器中进行恒温热处理；所述碳基材料为氧化石墨烯；所述恒温热处理的温度为30～80°C，时间小于等于20天。本发明通过恒温热处理能够加速碳基材料中环氧基团的羟基转变，而碳基材料由亚稳态向羟基增加和环氧减少的这种结构进行转化，可显著增强碳基材料片层之间的氢键作用，从而增强碳基材料的性能。本发明通过便捷的热处理过程即可显著增强碳基材料的悬浮稳定性、亲水性和机械性能，并可通过调节热处理的条件实现对光子带隙的灵活调节，具有良好的应用前景。

摘要： 根据本发明的碳基材料掺杂有金属原子和非金属原子(例如氮原子)。在通过对金属原子的K边EXAFS进行傅里叶变换得到的径向分布函数中，“A”和“B”的比值等于或大于4.0，其中“A”表示大约在等于金属原子与非金属原子间配位键长度的距离处的峰中最高峰的强度，并且“B”表示大约在等于金属原子间金属键长度的距离处的峰中最高峰的强度。然而，如果金属原子为铂原子，在通过对铂原子的LIII边EXAFS进行傅里叶变换得到的径向分布函数中，“A”和“B”的比值等于或大于4.0。

摘要： 本公开涉及一种氧化碳基材料、碳基材料的氧化方法及环烃的催化氧化方法，所述环烃的催化氧化方法包括：使环烃和氧化剂在催化剂的存在下进行接触反应，其中，所述催化剂含有氧化碳基材料。本公开采用特殊的氧化碳基材料催化环烃的氧化反应，能够在温和的条件下实现对环烃的选择性氧化，产物中酮类和二元羧酸类的选择性高。