纳米碳纤维

摘要： 混凝土作为硬质材料在工程各个领域广泛应用,但混凝土在长期的疲劳效应、腐蚀作用下会缩短使用寿命。近年来,随着新技术、新工艺、新材料的研发,纳米碳纤维(CNF)越来越多的应用到混凝土中,对于提高混凝土的强度,减小混凝土的抗裂能力具有重要意义。通过查阅相关文献资料,阐述了纳米碳纤维混凝土的组成,浅析了水泥强度等级与水灰比、骨料、混凝土、纳米碳纤维对纳米碳纤维混凝土的影响,并展开讨论,认为水泥强度等级与水灰比、骨料、养护条件、施工方法等对纳米碳纤维混凝土的强度具有重要影响,工程建设中纳米碳纤维掺入混凝土中可以提高混凝土的抗裂能力和强度,使之具有抗腐蚀性能、抗冲耐磨性能,纳米碳纤维将越来越多的应用到混凝土的制作。

摘要： 为研究纳米碳纤维增强混凝土的介电特性,发现纳米碳纤维增强混凝土对电磁波的反射与损耗规律,采用波导法测试纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的纳米碳纤维增强混凝土在1.7~2.6 GHz频率范围内的介电常数。分别从相对复介电常数实部、相对复介电常数虚部、损耗角正切等方面分析了纤维掺量、频率对纳米碳纤维增强混凝土介电特性的影响,并对比分析0.3%纤维掺量下纳米碳纤维和普通碳纤维对混凝土材料介电特性的影响。结果表明:纳米碳纤维的掺加提高了混凝土材料相对复介电常数实部和虚部、损耗角正切,增强了混凝土材料对电磁波的损耗能力;纤维掺量越大,纳米碳纤维增强混凝土介电特性越强,对电磁波的损耗能力越大;纳米碳纤维对混凝土材料介电特性的提高效果强于碳纤维。

摘要： 文章利用电通量法测试了纳米碳纤维混凝土和普通混凝土的抗腐蚀性能,研究探讨了纳米碳纤维机理。研究表明:通电初期纳米碳纤维混凝土电流呈先快速增大后稳定缓慢增加的状态,通电210min后电流趋于稳定,而普通混凝土呈线性增大趋势;纳米碳纤维混凝土和普通混凝土的通电量为934.4q、1536.8q,抗氯离子渗透性达到低和极低等级;掺入纳米碳纤维有利于降低养护初期混凝土的微裂纹汇集和干缩破坏,减缓氯离子渗透,增强结构的密实度、抗腐蚀性和耐久性,为提升水工混凝土抗腐蚀性能提供一定指导。

摘要： 文章探讨了不同纳米碳纤维体积含量对超薄树脂切割砂轮切割氧化铝陶瓷板的切割偏摆,切割电流及切割磨损的影响。同时通过SEM观察了纳米碳纤维的体积含量对切割砂轮的断口形貌的影响。实验结果表明:纳米碳纤维的体积含量不宜超过10%,其含量宜在8%~10%,此时切割砂轮的切割偏摆幅度最小可达-0.0016 mm,切割电流为1.7 A,切割磨损为0.08 mm/m,同时SEM显示切割砂轮的胎体对纳米碳纤维及磨料的结合较好。

摘要： 通过纳米碳纤维(CNFs)在聚甲醛(POM)基体中的均匀分散以及取向,制备了具有优异力学性能和热性能的POM/CNFs复合材料.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸性能测试、热重分析、动态热机械分析测试表征了POM/CNFs复合材料的结构和力学、热学性能.结果表明,CNFs与POM分子链形成氢键相互作用,促进了CNFs在POM基体内分散,同时使POM/CNFs复合材料的结晶度显著提高.随着CNFs含量增加,POM/CNFs复合材料的拉伸强度、储能模量和损耗模量均得到提高.当添加0.5％的CNFs时,拉伸强度、储能模量及损耗模量分别提高了20.5％,127％和58％.进一步研究了高温拉伸对POM/CNFs复合材料性能的影响.结果表明,CNFs沿拉伸方向定向排列,同时复合材料拉伸后结晶度提高,拉伸强度显著增加.

摘要： 随着工程环境日趋复杂,水泥基材料的耐久性问题成为其发展的制约因素.碳纳米材料可促进水泥水化、从微观角度优化水泥基材料内部结构,进而有效强化其耐久性.综述了碳纳米材料对水泥基材料耐久性强化的最新进展,重点讨论碳纳米材料的分散性、强化机理,并对碳纳米材料应用于水泥基材料中存在的问题及发展方向进行了探讨.

摘要： 新型碳纳米材料氧化石墨烯(GO)和纳米碳纤维(CNFs)在分散性良好的前提下可用于改善传统水泥基材料的性能。采用聚羧酸减水剂(PCs)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)3种不同分散剂对复合GO和CNFs在水泥基材料中进行分散,研究分散剂种类对复掺GO/CNFs水泥基复合材料的力学及导电性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对不同分散剂制备的复掺GO/CNFs水泥基试件的微观结构进行分析。结果表明:当单独使用PCs作为分散剂时,在质量分数0.05%GO和0.5%CNFs掺量下,试件的抗压强度达到最大(70.1 MPa);在0.05%GO和0.3%CNFs掺量下,试件的电阻率最小(112.65Ω·m),且在加载条件下表现出良好的电阻率-应力变化响应。而采用SDS、SDBS两种离子型分散剂时,在GO/CNFs混合分散液的配制和试件制备过程中均会产生大量绵密且难以排出的气泡,使得水泥基复合材料的内部结构疏松,抗压强度降低,电阻率变大,导电性能下降。使用PCs单独分散的GO/CNFs水泥基试件表面水化产物结构致密,而采用SDS分散时水泥基试件微观结构疏松,且仅在100倍下即可观察到表面存在大量孔隙,因此使用PCs分散GO/CNFs对水泥基复合材料性能改善的效果最好。

摘要： 为了提高CA砂浆的抗冻性,将纳米碳纤维和SBR用于乳化沥青改性,研究了两种材料单掺和复掺对CA砂浆抗冻性的影响,并用荧光显微分析揭示了改性机制.试验结果显示:纳米碳纤维和SBR单掺都能明显改善CA砂浆的抗冻性,其中当纳米碳纤维掺量为3％时,CA砂浆的相对动弹性模量和质量损失率分别出现最大值和最小值;当SBR掺量超过3％时,再提高SBR掺量对抗冻性的改善效果不显著.相比两种材料单掺,两种材料复掺时CA砂浆具有更好的抗冻性,且当两种材料掺量同为3％时,抗冻性最好.当纳米碳纤维和SBR掺量合适时,SBR在沥青中呈均匀分布,且能形成稳定的网络结构.

摘要： 介绍了纳米碳纤维(CNFs)的结构性能;阐述了CNFs的非共价表面功能化和共价表面功能化的改性技术概况;综述了CNFs在生物医疗领域用于肿瘤治疗中的诸如毒性、光热转化剂、药物运输、荧光成像的研究进展.目前CNFs用于抑制肿瘤尚处于研究阶段,离临床实践的要求相距甚远;指出CNFs的稳定性能的提高、药代动力学和毒理学数据库以及表面功能化和钝化的方法库的完善问题需亟待解决.

摘要： 本文以木质素磺酸钠为碳源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为助纺剂,通过控制PVP和木质素不同配比,采用静电纺丝和碳化技术,制备不同形态的纳米碳纤维膜,以该材料作为锂离子电池负极材料,对其储锂性能进行了研究.结果表明,当PVP与木质素的质量比为2∶1时,纳米碳纤维表现出丰富的微孔结构,比表面积达614m2/g.当用作锂离子电池负极时,在100mA/g的电流密度下,可逆容量高达659mAh/g;当电流密度从5000mA/g恢复到100mA/g时,仍能获得658mAh/g的可逆容量,体现了优异的倍率性能和充放电可逆性.同时,在长循环测试中,即便在200mA/g的高电流密度下循环100圈,仍保持440mAh/g的可逆容量,表现出良好的循环稳定性.

摘要： 本研究通过真空抽滤纳米酚醛纤维和氧化石墨烯的水性悬浮液,随后进行一步热处理制备了石墨烯/纳米碳纤维复合纸.石墨烯/纳米碳纤维复合纸呈现三明治结构,具备良好的柔韧性,高的体积密度(0.59g/cm3)和优异的电导率(7.6S/cm),所得复合纸可直接用作超级电容器电极.电化学测试结果显示石墨烯/纳米碳纤维复合纸具有高的体积比电容(112F/cm3),比传统的静电纺丝纳米碳纤维纸(30F/cm3)高的多.

摘要： 通过化学气相沉积的方法在人造石墨基体上原位生长一层纳米碳纤维包覆石墨颗粒,制备了网状纳米碳纤维包覆石墨结构的锂离子电池复合碳负极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面测试仪、粒度分析仪、振实密度测试仪以及电池测试等方法研究了材料的结构、形貌、比表面、粒度分布、振实密度以及电池性能.结果表明:改性负极材料的首次放电容量提高到了385mAh/g左右;循环稳定性得到改善,与原材相比可逆容量多次循环后仍保持在345mAh/g左右;材料倍率性能变好,在0.1C、0.2C和0.3C倍率下极化容量较原石墨材料分别低了63.75％、55.18％和49.02％.

摘要： 本文利用一种多维度构筑方法制备了具有蛋黄-蛋壳结构的SiO2@纳米碳纤维复合材料.该类材料具有零维的SiO2纳米球作为储锂活性物质、一维连续的碳壳层作为骨架、三维联结的无纺布网络作为高效导电网络.同时,在碳化过程中原位形成的空腔结构能够为SiO2纳米球在嵌锂/脱锂过程中产生的体积变化提供缓冲空间.因此,该材料在作为锂离子电池负极材料表现出良好的电化学性能.例如,在100mA·g-1的电流密度下经过130圈充放电循环后,其容量能够保持在817mAh·g-1,相对于传统的不具有空腔结构的SiO2@纳米碳纤维复合材料容量提高了88％.另外,在高电流密度下充放电循环1000次后,其空腔结构仍然能够得到良好的保持,证实了这种材料具有良好的结构稳定性.

摘要： 通过静电纺丝、碳化及溶剂热处理,成功制备了新的BiOBr/AgBr修饰的纳米碳纤维.BiOBr/AgBr混杂纳米片相互交叉紧密覆盖在纳米碳纤维表面形成3D多孔结构.所制得的复合纳米碳纤维展现出高效催化降解罗丹明B的能力,同时由于其具有膜状宏观尺度大小,可方便从水相环境中分离.

摘要： 纳米材料可显著提高路面材料性能和耐久性.研究集中力量分析研究纳米碳纤维改性沥青性能.通过室内试验,结果表明纳米改性沥青混合料的粘弹性、强度、抗永久变形以及抗疲劳特性都得到增强.为了深入分析碳纤维改性沥青混合料微观力学性能,研究还采用了SEM对碳纤维改性沥青混合料断面的微观形貌进行了分析.结果表明碳纤维的掺入以一种特殊的方式改善了沥青混凝土性能.整篇论文较为系统全面阐释了纳米碳纤维对沥青混凝土整体性能的影响.

摘要： 纳米碳纤维因其优异的性质表现了广阔的应用前景,但是低密度、低机械性能等缺陷限制了其应用.本文以乙烯一氢气(C2H4/H2)为碳源,无负载型Cu-Ni合金为催化剂,采用化学气相沉积法(CVD)在自制的模具内制备出了长50mm、直径25 mm的具有三维网络结构的块状纳米碳纤维,此块体的密度可达到0.3g/cm3,比表面积最高可达250 m2/g.压缩试验表明,块状纳米碳纤维为弹性体,压缩弹性模量最高达到2.O kPa,具有一定的机械性能.可望应用于复合材料增强体以及催化剂载体等领域.

摘要： 以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为分散剂,采用超声分散法制备了分散良好的纳米碳纤维(CNFs)悬浮液,并用酸化法对CNFs进行表面改性。通过紫外分光光谱吸光度法(UV-vis)以及透射电子显微镜测试法(TEM)定量表征了CTAB对CNFs在水溶液中分散性能的影响,并对CTAB的分散机理进行了分析讨论。试验结果表明：当CTAB的浓度达到0.8g/L,CTAB与CNFs的浓度比为4∶1时,CNFs在水溶液中的分散效果达到最佳。采用红外光谱测试方法(FT-IR)表征了CNFs的表面结构,结果表明当CNFs经浓混酸处理后,羟基和羧基等官能团成功引入到CNFs的表面。

摘要： 纳米纤维的广泛应用,对纳米纤维的制造技术提出了新的要求,同时也为纳米纤维制备技术的发展提供了新的发展空间.静电纺丝目前已是制备超细纤维和纳米纤维的重要方法.

摘要： 以玉米秸秆、聚丙烯睛(PAN)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,通过静电纺丝法制备了直径均匀的生物质纳米碳纤维前驱体,经预氧化、高温碳化得到生物质基纳米碳纤维超级电容器电极材料.使用扫描电子显微镜对前驱体及产物进行表征,并对其进行电化学性能测试.结果表明,经浓硫酸和双氧水前期处理的玉米秸秆在DMF中分散性良好,并且不发生沉降,具有可纺性.未经活化的生物质基纳米碳纤维在电流密度为0.5A/g时,其比电容为132F/g,在电流密度为2A/g下1000次循环充放电后比电容仍然保持95.5％.

摘要： 本文首先采用化学共沉淀法在CNFs表面均匀修饰上磁性Fe3O4纳米粒子,通过熔融共混技术在密炼机中将Fe3O4修饰的CNFs均匀掺杂到LDPE半导电料中,在高剪切力强磁场取向条件下制成半导层样片.采用电声脉冲法(PEA)测量其对LDPE绝缘层中空间电荷注入抑制情况.测试结果表明:CNFs取向掺杂改性的半导电层,对空间电荷由半导层向绝缘层中注入确实有很好的抑制效果.实验同时还发现随碳纤维掺杂浓度的增加,绝缘层中空间电荷的注入量呈现先减少后增加的趋势,并且当CNFs含量为0.75wt％时,CNFs/LDPE半导电层对空间电荷注入的抑制效果最佳.

摘要： 本发明的碳纳米纤维的制造方法具有对利用气相沉积法制备的未处理碳纳米纤维进行粉碎处理的工序。上述粉碎处理工序使上述粉碎处理后的碳纳米纤维的振实密度成为上述粉碎处理前的振实密度的1.5倍～10倍。本发明的碳纤维复合材料的制造方法具有将碳纳米纤维(40)混合在弹性体(30)中，并利用剪切力将其均匀地分散在该弹性体(30)中，进而得到碳纤维复合材料的工序。

摘要： 本发明的碳纤维复合材料(50)的制备方法包括第一步骤和第二步骤。第一步骤对利用气相生长法制备的第一碳纳米纤维进行氧化处理从而获得表面被氧化了的第二碳纳米纤维(40)。第二步骤将所述第二碳纳米纤维(40)混合于弹性体(30)中，并利用剪切力均匀地分散于该弹性体(30)中，从而获得碳纤维复合材料(50)。在第一步骤中获得的第二碳纳米纤维(40)的利用X射线光电子光谱法(XPS)测定的表面氧浓度为2.6atm％～4.6atm％。

摘要： 本发明涉及制造纳米增强碳纤维和包含含有碳纤维的复合材料的组件的方法。在一个实施方式中，所述方法限定了用粉末涂料涂覆纳米增强材料从而形成粉末涂覆的纳米增强材料以及将经粉末涂覆的纳米增强材料与至少一种碳纤维相接触。优选为，所述粉末涂料是热塑性树脂或粘合剂。在另一个实施方式中，所述组件是包含含有碳纤维的复合材料的航空器和航空器组件，使得所述碳纤维含有0.1至20重量％的纳米增强材料。

摘要： 本发明的碳纳米纤维的制造方法具有对利用气相沉积法制备的未处理碳纳米纤维进行粉碎处理的工序。上述粉碎处理工序使上述粉碎处理后的碳纳米纤维的振实密度成为上述粉碎处理前的振实密度的1.5倍～10倍。本发明的碳纤维复合材料的制造方法具有将碳纳米纤维(40)混合在弹性体(30)中，并利用剪切力将其均匀地分散在该弹性体(30)中，进而得到碳纤维复合材料的工序。

摘要： 本发明的碳纤维复合材料(50)的制备方法包括第一步骤和第二步骤。第一步骤对利用气相生长法制备的第一碳纳米纤维进行氧化处理从而获得表面被氧化了的第二碳纳米纤维(40)。第二步骤将所述第二碳纳米纤维(40)混合于弹性体(30)中，并利用剪切力均匀地分散于该弹性体(30)中，从而获得碳纤维复合材料(50)。在第一步骤中获得的第二碳纳米纤维(40)的利用X射线光电子光谱法(XPS)测定的表面氧浓度为2.6atm％～4.6atm％。

摘要： 本发明公开了一种石墨化纳米碳纤维/纳米碳纤维@石墨复合粉体材料及其制备方法和的应用。将炭粉和/或石墨粉与过渡金属盐催化剂通过液相混合后，干燥处理，所得复合粉体材料的表面通过CVD沉积方法原位生成纳米碳纤维后，进行高温石墨化处理，即得石墨颗粒表面具有均匀、完整、稳定的网状三维结构的石墨化纳米碳纤维或纳米碳纤维包覆层的复合粉体材料；该复合粉体材料既能提高粘接树脂对石墨粉体材料的润湿性，又能改善石墨粉体材料模压过程中的膨胀和反弹，以及抑制成型极板的体积效应和微裂纹的产生，能够用于制备导电导热性能、耐腐蚀性能和力学性能更好的燃料电池复合石墨双极板。

摘要： 本发明公开了一种连续纳米碳纤维束的制备方法和连续纳米碳纤维布的制备方法，所述连续纳米碳纤维束的制备方法包括：(1)纺丝液配置：将高分子树脂或粉末溶解于溶剂中并充分搅拌，静置脱泡，得到均一纺丝体系，作为静电纺丝液；(2)前驱体纤维束的制备：以对所述静电纺丝液进行静电纺丝，得到连续的具有定向排列的原纤维束或原纤维包纱；(3)高温烧结制备纳米碳纤维束。所述连续纳米碳纤维束的制备方法可以得到连续的碳纳米纤维束，其具有直径、长度和微观结构可控的特点，可作为高性能复合材料增强纤维、超级电容器电极材料以及气体吸附材料，可以应用于航空航天、兵器、船舶和核工业等高技术领域。

摘要： 本发明公开了纳米碳纤维前躯体纱线和纳米碳纤维的工艺流程。制备连续纳米碳纤维前驱体纱线的工艺流程包含：通过静电纺丝形成连续纳米纤维纱线；并且在干燥条件下牵伸纳米纤维纱线，以提高纳米纤维纱线的纤维和分子趋向，进而生产连续纳米碳纤维前驱体纱线。种纳米碳纤维的工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：形成连续纳米碳纤维纱线前驱体；将纱线前驱体进行至少一种预氧化工艺来形成稳定的纳米纤维纱线；并且将稳定的纳米纤维纱线进行至少一种碳化工艺，进而生产连续纳米碳纤维纱线。

摘要： 本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种纳米碳纤维和碳纳米管改性碳纤维∕环氧树脂多维混杂复合材料的制备方法。本发明将碳纳米管、纳米碳纤维和碳纤维经过表面羧基化、酰氯化后，在其上引入二元胺或多元胺，将氨基化的纳米碳纤维和碳纳米管用芳香族多元酸酐化合物修饰，制备携带酸酐基团的碳纤维、纳米碳纤维和碳纳米管，将接有此酸酐的纳米碳纤维、碳纳米管与环氧树脂进行超声振荡和高速搅拌，使纳米碳纤维和碳纳米管均匀的分散于环氧树脂基体中，并使接有酸酐的纳米碳纤维和碳纳米管与环氧树脂充分进行化学交联反应，以得到的含有纳米碳纤维和碳纳米管的环氧树脂线性嵌段聚合物作为基体和碳纤维复合，形成以共价键相连的多维混杂复合材料结构。本发明利用碳纳米管和纳米碳纤维的强度及韧性强韧化环氧树脂，提高碳纤维界面的粘结强度，从而提高碳纤维∕环氧树脂多维混杂复合材料的整体性能，拓宽碳纤维和环氧树脂的应用范围。

摘要： 本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种纳米碳纤维和碳纳米管改性碳纤维∕双马来酰亚胺树脂多维混杂复合材料的制备方法。本发明将碳纳米管、纳米碳纤维和碳纤维经过表面羧基化、酰氯化后，再在其上引入二元胺或多元胺，将接有此胺基的碳纳米管与双马来酰亚胺树脂进行Michael加成反应，以得到含有碳纳米管的双马来酰亚胺树脂线性嵌段聚合物作为基体和碳纤维复合，形成以共价键相连的多维混杂复合材料结构。此发明利用碳纳米管和纳米碳纤维的强度及韧性强韧化双马来酰亚胺，提高与碳纤维界面的粘结强度，从而提高纳米碳纤维和碳纳米管改性的碳纤维∕双马来酰亚胺树脂多维混杂复合材料的整体性能，拓宽碳纤维、纳米碳纤维、碳纳米管和双马来酰亚胺树脂的应用范围。