碳材料

摘要： 以CuMgAl-LDHs水滑石为限域模板插层木质素磺酸钠(LS),通过限域热转化法成功合成了一种新型复合催化剂,用于活化过硫酸盐(PMS)高效降解四环素(TC).通过XRD、FTIR、SEM、Raman等表征方法分析了复合催化剂的结构、形貌和降解性能,并阐述了PMS浓度、催化剂用量、初始pH等参数对TC降解性能的影响以及TC的降解机理.结果表明:该催化剂可以有效地降解TC,15 min内对TC的降解效率可达到97.3％;合成的催化剂具有良好的稳定性和降解性能,3次循环后的TC去除率在15 min内高于90％.自由基猝灭实验表明,复合催化剂体系中硫酸根自由基是反应体系的主要活性物质.

摘要： 石墨炔(Graphdiyne,GDY)因其卓越的二维平面全碳多孔特性,在多个领域具有巨大的应用潜力。特别是GDY独特的结构特点和物理本征特性如可扩展的面内孔洞、适宜的层间距、规则的纳米结构、优良的导电性及其良好的离子传输性能,使GDY成为很有应用前景的新型储能装置如钾离子电池、金属硫电池、金属空气电池等器件中的电极材料。重点对近年来石墨炔碳材料在新型金属离子电池、金属空气电池、金属硫电池以及双离子电池等电池储能器件相关的研究成果进行了综述。此外,还对GDY在新型电池储能器件中的发展趋势进行了综合评价,并对未来石墨炔类碳材料在能源存储领域的进一步发展进行了展望。

摘要： 将煤层气中的CH_(4)排放至空气则易造成能源浪费以及温室效应,因此开发具有高CH_(4)吸收容量和高选择性的新型多孔碳材料并用于煤层气变压吸附分离技术至关重要。分别阐述活性炭、碳分子筛、碳纳米材料等碳材料在分离、富集CH_(4)领域的应用现状并对其未来发展进行展望,以期为相关研究提供参考。汇总相关资料分析可知:经KCl改性的商用活性炭对CH_(4)/O_(2)的分离系数达7.9,即商用活性炭具有一定的发展前景;经过硝酸/尿素改性的混合煤活性炭有望成为有效分离、富集煤层气中CH_(4)的碳材料;选择合适的生物质前驱体、改性剂,获得具有较高CH_(4)吸附容量和高选择性的新型多孔碳材料以用于煤层气中CH_(4)的富集和分离,同时实现节能减排;为提高对CH_(4)的吸附容量,可通过调整低温等离子体处理参数提高氮磷掺杂的碳分子筛对CH_(4)/N_(2)的分离系数,选择合适的改性剂和改性条件对碳纳米管等碳材料进行改性;金属负载的碳材料催化剂将成为CH_(4)催化转化方面具有巨大前景的备选材料。

摘要： 目前石墨的消费正在由传统产业领域转向战略性新兴产业领域。作为一种新型功能性材料,膨胀石墨具有低密度、质轻、抗高低温、无毒无害、环保节能等诸多的优良性能,是碳材料中公认的最具有使用价值及应用前景的产品之一。未来,随着传统应用领域产业结构不断优化升级,大力发展节能环保、新能源、高端装备制造、新材料等战略新兴产业,膨胀石墨行业的消费将不断增加,前景广阔。

摘要： 木质素作为自然界中含量丰富的芳香族生物高聚物,由于其功能基团的复杂性和丰富性,及木质素衍生材料的制备方法的创新和多维度的应用引起了人们的广泛关注。本文概述了木质素衍生多孔碳材料在不同领域的应用并对其发展前景进行了展望。

摘要： 以木屑为碳源、尿素为氮源、KOH为活化剂,制备了系列氮掺杂生物质碳CH_(4)-CO_(2)重整催化剂。采用比表面孔结构分析仪、电镜、红外和热重等表征手段对新鲜和使用后的催化剂样品结构和特性进行了分析,考察了催化剂孔结构、N含量、N种类和碱性位等对重整催化性能的影响。研究发现,N掺杂可以显著提升生物质碳材料N及碱性位含量,从而为重整反应提供更多的活性位点;其中,后处理掺N制备的生物质碳材料(BC-750/3.5-N)氮质量分数高达26.35%。而原位N掺杂可以进一步促进造孔作用,使样品NBC-750/3.5获得大量的微孔或窄微孔,同时提高其比表面积和孔体积(1981.53 m^(2)/g和1.08 mL/g),从而有利于重整反应气体的吸附和活化。研究还发现,原位N掺杂制备的NBC-750/3.5催化剂样品中吡啶N和吡咯N占比较高,分别为31%和50%。其中,掺杂的吡咯N有利于CO_(2)吸附,吡啶N有利于气体分子活化,因此通过原位掺杂制备的碳材料催化剂催化性能较好。催化重整50 h后,CH_(4)和CO_(2)转化率仍稳定在45%和62%左右。同时发现,重整反应后吡啶N和吡咯N占比降低,石墨N占比增加。因此,通过调控催化剂的制备方法和N杂原子掺杂方式,可以更准确地调控含N基团的生成类型和含量,从而通过调控制得高性能非金属碳基非再生型重整催化材料。

摘要： 聚酰亚胺(Polyimide,PI)是一种以二酐和二胺为原料,热亚胺化后合成的聚合物。PI作为电池电极材料,具有理论容量高、机械强度大和易于回收的优点,但是它的绝缘性限制了内部活性位点的利用率,导致电池的倍率性能较差。本文综述了通过构建共轭结构来提高结构稳定性和引入羰基结构增加PI氧化还原中心(C=O)位点,以获得更高电池容量的研究策略,介绍了碳化PI和与石墨烯、碳纳米管的杂化以及使用静电纺丝工艺对PI作为电池电极的电化学性能的改进,对基于PI的其他复合材料的研究进行了总结,并对目前PI的研究方向进行了展望。

摘要： 通过简单有效的溶剂热法将Fe_(3)O_(4)颗粒与氧化石墨烯(GO)进行复合,得到Fe_(3)O_(4)/GO复合材料。将Fe_(3)O_(4)/GO与葡萄糖进行碾磨。在高温下将GO还原成还原氧化石墨烯(rGO)的同时在Fe_(3)O_(4)/rGO表面制备网状结构的导电碳层,得到三维网络传输结构C/Fe_(3)O_(4)/rGO复合材料。由碳网和还原氧化石墨烯组成的双碳层不仅抑制了电池循环过程中Fe_(3)O_(4)的体积膨胀,而且三维电子传输结构提高了复合材料的电子传输速率。C/Fe_(3)O_(4)/rGO作为活性材料显示了良好的电化学性能(在0.2 A·g^(-1)的电流密度下循环300圈后的比容量为832 mAh·g^(-1)),在大电流密度下也显示了良好的性能(在4 A·g^(-1)的电流密度下循环300圈后的比容量为363 mAh·g^(-1))。同时,C/Fe_(3)O_(4)/rGO复合材料表现出明显的赝电容特性(当扫描速率为5 mV·s^(-1)时,赝电容所占总容量的77%),这些结果表明C/Fe_(3)O_(4)/rGO复合材料具有作为锂离子电池(LIBs)负极材料的前景。

摘要： 新型碳基材料具有大的比表面积和可调的孔径分布等优势,是极具潜力的吸附及催化材料,近年来在深度脱硫领域中的应用越来越广泛。综述了碳基复合材料在催化加氢、吸附、催化氧化等领域脱除大分子硫化物的研究进展。在催化加氢方面详述了碳材料与传统催化剂复合后对电子结构的调整以及对加氢脱硫活性、选择性的影响;在吸附脱硫方面重点阐述了碳材料的制备及杂原子掺杂改性后作为吸附剂的优缺点;在氧化脱硫方面概述了碳基复合材料作为氧化剂和催化剂的机理研究。最后结合碳材料脱硫现状提出目前有待解决的主要问题,以期为碳基复合材料深度脱硫技术的开发提供参考。

摘要： 木质素具有三维网状苯环结构、来源丰富、含碳量高、官能团丰富可控等特点,是一种理想的碳材料前体。通过化学改性和微结构调控制备具有特殊功能的木质素基碳材料,其在能源催化转化、电化学储能和环境修复等领域应用广泛。本文介绍了木质素基碳材料催化剂的国内外最新研究进展,总结了木质素基碳材料催化剂的制备方法,重点综述了木质素基碳材料催化剂在氧化反应、氢解反应、酯化反应、水解反应、脱水反应、费托合成等热催化反应、电解水析氢和锌空气电池氧还原等电催化反应、有机污染物降解等光催化反应的研究进展,但如何构筑高效、稳定、廉价、可规模生产的木质素基碳材料催化剂仍然是一个具有挑战性的课题。文章总结:今后研究中应加强对木质素的基础化学结构和微结构调控、活性组分与木质素碳材料载体间的相互作用、木质素基碳材料催化剂在催化反应中的作用机理等的研究,更好地发挥其低成本、三维结构易成型和微结构可调控等优势,拓展木质素生物质资源的高值化利用领域。

摘要： 本研究使用污泥为前驱体材料,废弃聚氨酯海绵粉和氯化锌为造孔剂制备具有三级孔结构的污泥碳材料及其硫化方法与机理,通过研究固体废弃物废弃聚氨酯海绵粉的热重曲线,发现其在0-500°C失去了80.94％的质量,说明废弃聚氨酯海绵粉具有在热解过程中裂解为小分子气体逸散的特性,可以作为一种新型造孔剂使用.耦合使用废弃聚氨酯海绵粉与氯化锌作为造孔剂,以多种剩余污泥为前驱体材料,制备了在0-0.5nm、0.5-2nm、2-4nm、0.1-10μm的孔径区间均具有孔结构分布的三级孔污泥碳材料.其中,以造纸厌氧污泥为前驱体制备的污泥碳材料SCD-PU-Zn的性能最优,密度可达到O.112g cm-3,比表面积可达到1110.7m2g-1.

摘要： 本文制备纳米SiC基体改性的SiC-C/C复合材料,利用X射线衍射技术、高分辨率透射电镜等研究SiC对碳材料的石墨化度的影响.纳米SiC能够显著促进碳基体材料的石墨化度,同时通过高分辨率透射电镜在纳米SiC颗粒周围观测到明显的石墨化结构,并且距离SiC越近,碳基体的石墨化程度越高.通过静态氧化实验研究SiC-C/C复合材料的抗氧化性能.结果表明,随着SiC加入量的增加复合材料的抗氧化性显著提高,纳米SiC在高温下生成较为均匀的SiO2保护层,覆盖在碳材料的表面,阻碍氧气与碳材料的接触,并且SiC含量越高,形成的保护层越厚,抗氧化能力越强.

摘要： 以棕刚玉为颗粒料,以SiC、Fe-Si3N4、Al2O3微粉、硅微粉、金属硅等为基质料,以硅溶胶作为结合剂,研究了不同棕刚玉及SiC级配下的Al2O3-SiC-C浇注料(简称ASC浇注料)的流动性和基本物理性能,以该配方为基础,进一步研究了不同金属硅粉、球状沥青、氮化硅铁含量下ASC料的高温抗折性能.结果表明:研制的ASC高温抗折强度达到9.56MPa,超过一般铁沟料用ASC浇注料和鱼雷罐砖,满足使用要求,随着金属硅粉的加入量增加,高温抗折强度呈现出先上升后下降的趋势,氮化硅铁的加入有助于提高抗氧化性和高温抗折强度.

摘要： 以棕刚玉为颗粒料,以SiC、Fe-Si3N4、Al2O3微粉、硅微粉、金属硅等为基质料,以硅溶胶作为结合剂,研究了不同棕刚玉及SiC级配下的Al2O3-SiC-C浇注料(简称ASC浇注料)的流动性和基本物理性能,以该配方为基础,进一步研究了不同金属硅粉、球状沥青、氮化硅铁含量下ASC料的高温抗折性能.结果表明:研制的ASC高温抗折强度达到9.56MPa,超过一般铁沟料用ASC浇注料和鱼雷罐砖,满足使用要求,随着金属硅粉的加入量增加,高温抗折强度呈现出先上升后下降的趋势,氮化硅铁的加入有助于提高抗氧化性和高温抗折强度.

摘要： 以棕刚玉为颗粒料,以SiC、Fe-Si3N4、Al2O3微粉、硅微粉、金属硅等为基质料,以硅溶胶作为结合剂,研究了不同棕刚玉及SiC级配下的Al2O3-SiC-C浇注料(简称ASC浇注料)的流动性和基本物理性能,以该配方为基础,进一步研究了不同金属硅粉、球状沥青、氮化硅铁含量下ASC料的高温抗折性能.结果表明:研制的ASC高温抗折强度达到9.56MPa,超过一般铁沟料用ASC浇注料和鱼雷罐砖,满足使用要求,随着金属硅粉的加入量增加,高温抗折强度呈现出先上升后下降的趋势,氮化硅铁的加入有助于提高抗氧化性和高温抗折强度.

摘要： 以棕刚玉为颗粒料,以SiC、Fe-Si3N4、Al2O3微粉、硅微粉、金属硅等为基质料,以硅溶胶作为结合剂,研究了不同棕刚玉及SiC级配下的Al2O3-SiC-C浇注料(简称ASC浇注料)的流动性和基本物理性能,以该配方为基础,进一步研究了不同金属硅粉、球状沥青、氮化硅铁含量下ASC料的高温抗折性能.结果表明:研制的ASC高温抗折强度达到9.56MPa,超过一般铁沟料用ASC浇注料和鱼雷罐砖,满足使用要求,随着金属硅粉的加入量增加,高温抗折强度呈现出先上升后下降的趋势,氮化硅铁的加入有助于提高抗氧化性和高温抗折强度.

摘要： 以棕刚玉为颗粒料,以SiC、Fe-Si3N4、Al2O3微粉、硅微粉、金属硅等为基质料,以硅溶胶作为结合剂,研究了不同棕刚玉及SiC级配下的Al2O3-SiC-C浇注料(简称ASC浇注料)的流动性和基本物理性能,以该配方为基础,进一步研究了不同金属硅粉、球状沥青、氮化硅铁含量下ASC料的高温抗折性能.结果表明:研制的ASC高温抗折强度达到9.56MPa,超过一般铁沟料用ASC浇注料和鱼雷罐砖,满足使用要求,随着金属硅粉的加入量增加,高温抗折强度呈现出先上升后下降的趋势,氮化硅铁的加入有助于提高抗氧化性和高温抗折强度.

摘要： 以棕刚玉为颗粒料,以SiC、Fe-Si3N4、Al2O3微粉、硅微粉、金属硅等为基质料,以硅溶胶作为结合剂,研究了不同棕刚玉及SiC级配下的Al2O3-SiC-C浇注料(简称ASC浇注料)的流动性和基本物理性能,以该配方为基础,进一步研究了不同金属硅粉、球状沥青、氮化硅铁含量下ASC料的高温抗折性能.结果表明:研制的ASC高温抗折强度达到9.56MPa,超过一般铁沟料用ASC浇注料和鱼雷罐砖,满足使用要求,随着金属硅粉的加入量增加,高温抗折强度呈现出先上升后下降的趋势,氮化硅铁的加入有助于提高抗氧化性和高温抗折强度.

摘要： 根据Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料在实际使用过程中的性能要求,本论文中以硅溶胶为结合剂制备铁沟浇注料,试验分析了硅溶胶加入量对铁沟浇注料常温强度和防爆性能的影响,研究了硅溶胶对浇注料在1450°C条件下的高温抗折强度以及试样断面显微结构的改善.结果表明:在110和800°C的烧结温度条件下,试样的常温强度基本上随着硅溶胶加入量的增加而增加,在1450°C的烧结温度条件下,当硅溶胶加入量超过7.0％以后,试样常温强度反而有所降低;硅溶胶能够在浇注料中形成多孔网状结构,硅溶胶结合产生的强度大于浇注料内部蒸气压时,有利于抗爆裂性能提高,在试验条件下当硅溶胶加入量在6.6％时抗爆裂温度最高达到700°C;采用硅溶胶作为结合剂能够降低Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中在高温条件下低共熔物的生成,有利于提高高温抗折强度;硅溶胶有利于在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中产生莫来石化反应,试样高温断面存在部分成分熔融和氧化过程.

摘要： 根据Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料在实际使用过程中的性能要求,本论文中以硅溶胶为结合剂制备铁沟浇注料,试验分析了硅溶胶加入量对铁沟浇注料常温强度和防爆性能的影响,研究了硅溶胶对浇注料在1450°C条件下的高温抗折强度以及试样断面显微结构的改善.结果表明:在110和800°C的烧结温度条件下,试样的常温强度基本上随着硅溶胶加入量的增加而增加,在1450°C的烧结温度条件下,当硅溶胶加入量超过7.0％以后,试样常温强度反而有所降低;硅溶胶能够在浇注料中形成多孔网状结构,硅溶胶结合产生的强度大于浇注料内部蒸气压时,有利于抗爆裂性能提高,在试验条件下当硅溶胶加入量在6.6％时抗爆裂温度最高达到700°C;采用硅溶胶作为结合剂能够降低Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中在高温条件下低共熔物的生成,有利于提高高温抗折强度;硅溶胶有利于在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中产生莫来石化反应,试样高温断面存在部分成分熔融和氧化过程.

摘要： 本发明涉及一种多孔硅材料/碳复合材料的制备方法，包括：将硅材料、碳源和水溶性盐在无水环境下混合，得到硅材料/碳源/水溶性盐混合物；将硅材料/碳源/水溶性盐混合物在惰性气氛保护下碳化处理，得到硅材料/碳/水溶性盐的混合物；用水将硅材料/碳/水溶性盐混合物中的水溶性盐溶出，制得多孔硅材料/碳复合材料。本发明还涉及一种碳包覆的多孔的硅材料/碳复合材料的制备方法。是在获得硅材料/碳/水溶性盐混合物后，将其与碳源再次混合均匀并在惰性气氛下碳化，使碳源形成碳包覆的硅材料/碳/水溶性盐复合材料，最后用水将其中的水溶性盐溶出，得到碳包覆的多孔硅材料/碳复合材料，用于制作锂离子电池负极，表现出了更高的电池容量及更好的电池循环稳定性。

摘要： 本发明涉及一种多孔硅材料/碳复合材料的制备方法，包括：将硅材料、碳源和水溶性盐在无水环境下混合，得到硅材料/碳源/水溶性盐混合物；将硅材料/碳源/水溶性盐混合物在惰性气氛保护下碳化处理，得到硅材料/碳/水溶性盐的混合物；用水将硅材料/碳/水溶性盐混合物中的水溶性盐溶出，制得多孔硅材料/碳复合材料。本发明还涉及一种碳包覆的多孔的硅材料/碳复合材料的制备方法。是在获得硅材料/碳/水溶性盐混合物后，将其与碳源再次混合均匀并在惰性气氛下碳化，使碳源形成碳包覆的硅材料/碳/水溶性盐复合材料，最后用水将其中的水溶性盐溶出，得到碳包覆的多孔硅材料/碳复合材料，用于制作锂离子电池负极，表现出了更高的电池容量及更好的电池循环稳定性。

摘要： 本发明提供一种多孔质碳材料、多孔质碳材料前体、多孔质碳材料前体的制造方法以及多孔质碳材料的制造方法，所述多孔质碳材料具有：具有连续多孔结构的部分、不具有连续多孔结构的部分，并且材料中心部的孔尺寸以及基质尺寸均匀，从而与其它原材料的复合容易，能够在能够应用于各种用途的各种用途中展开，本发明的多孔质碳材料具有：具有连续多孔结构的部分，以及实质上不具有连续多孔结构的部分，所述具有连续多孔结构的部分的结构周期为0.002μm～1μm。

摘要： 本发明提供可以用作界面粘接性优异的结构材料的具有在拉伸轴上取向的连续多孔结构的碳材料及其制造方法。通过多孔质碳材料解决了上述课题，所述多孔质碳材料的特征在于：至少一部分具有连续多孔结构，通过小角X射线散射或X射线CT法测得的连续多孔结构的取向度为1.10以上。

摘要： 本发明提供可以用作界面粘接性优异的结构材料的具有在拉伸轴上取向的连续多孔结构的碳材料及其制造方法。通过多孔质碳材料解决了上述课题，所述多孔质碳材料的特征在于：至少一部分具有连续多孔结构，通过小角X射线散射或X射线CT法测得的连续多孔结构的取向度为1.10以上。

摘要： 本发明提供能够在高温使用的金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体、其制造方法、新型的碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料以及碳接合体的制造方法。金属材料(4)与陶瓷－碳复合材料(1)的接合体(6)是由金属构成的金属材料(4)与陶瓷－碳复合材料(1)的接合体。陶瓷－碳复合材料(1)具有多个碳颗粒(2)和由陶瓷构成的陶瓷部(3)。陶瓷部(3)形成于多个碳颗粒(2)之间。金属材料(4)与陶瓷－碳复合材料(1)通过接合层(5)接合。接合层(5)含有金属的碳化物和陶瓷。

摘要： 本发明提供能够在高温使用的金属材料与陶瓷－碳复合材料的接合体、其制造方法、新型的碳材料接合体、碳材料接合体用接合材料以及碳接合体的制造方法。金属材料（4）与陶瓷－碳复合材料（1）的接合体（6）是由金属构成的金属材料（4）与陶瓷－碳复合材料（1）的接合体。陶瓷－碳复合材料（1）具有多个碳颗粒（2）和由陶瓷构成的陶瓷部（3）。陶瓷部（3）形成于多个碳颗粒（2）之间。金属材料（4）与陶瓷－碳复合材料（1）通过接合层（5）接合。接合层（5）含有金属的碳化物和陶瓷。

摘要： 本发明提供一种多孔质碳材料、多孔质碳材料前体、多孔质碳材料前体的制造方法以及多孔质碳材料的制造方法，所述多孔质碳材料具有：具有连续多孔结构的部分、不具有连续多孔结构的部分，并且材料中心部的孔尺寸以及基质尺寸均匀，从而与其它原材料的复合容易，能够在能够应用于各种用途的各种用途中展开，本发明的多孔质碳材料具有：具有连续多孔结构的部分，以及实质上不具有连续多孔结构的部分，所述具有连续多孔结构的部分的结构周期为0.002μm～1μm。

摘要： 本发明的目的在于提供一种含有碳纳米管的碳材料的精制方法及由该精制方法得到的碳材料，可以抑制碳纳米管损伤或切断、或者抑制碳纳米管固化成块状，同时可以除去金属催化剂或碳纳米管以外的碳，并且，不仅可以适用于多层碳纳米管，也可以适用于在1400°C以上结构变化显著的单层碳纳米管。其特征在于，具有下述工序：碳材料制作工序，使用至少含有碳和金属催化剂的原料作为阳极，通过电弧放电法制作含有碳纳米管的碳材料；和卤素处理工序，使所述碳材料与含有卤素及/或卤素化合物的气体接触。

摘要： 非晶质碳材料作为锂离子二次电池负极材料使用，圆形度在0.7以上且0.9以下，平均粒径在1μm以上且30μm以下，过渡金属的合计含量在700ppm以上且2500ppm以下。