同步辐射小角X射线散射研究PAN原丝制备过程中孔结构的演变

采用同步辐射小角X射线散射研究了PAN原丝制备过程中纤维孔结构的演变。结果表明,在水洗工艺中,纤维孔隙较多、较大,孔径分布较宽,近似圆形;在热水牵伸工艺中,纤维孔隙仍较多、较大,孔径分布较宽,近似椭圆形,长轴约17 nm~21 nm,短轴约4 nm~11 nm;在干燥致密化工艺中,孔隙急剧减少、减小,孔径分布较窄,沿纤维轴向约7 nm~9nm,垂直纤维轴向约2 nm;经过蒸汽牵伸,孔隙又增多、增大,孔径分布变宽,孔隙沿纤维轴向被牵伸得很长,近似梭形;但是随后的松弛热定型又使孔隙减小,孔径分布变窄。     

成型工艺对活性炭孔结构及其CO_2吸附性能的影响

用比表面积1183m2/g的活性炭和酚醛树脂分别作为吸附剂和粘结剂,考察了成型工艺对活性炭孔结构及其CO2吸附性能的影响。结果表明,活性炭成型后,比表面积有所下降,但对成型活性炭进行CO2二次物理活化可使其比表面积提高60.7%;粘结剂含量为30wt%、成型压力10MPa条件下所制的成型活性炭在800℃用CO2二次活化2h后,其比表面积、压缩强度和对CO2的平衡吸附量分别为1323m2/g、12.7MPa和0.67mmol/g。     

硫酸铜浸渍球形活性炭的制备及脱硫性能

将沥青基球形活性炭浸渍在一定浓度的CuSO₄溶液中,制备了一种高性能球形活性炭脱硫剂,研究了浸渍活性炭的脱硫性能及浸渍的最佳条件;利用SEM、N₂吸附-脱附、XPS、TG、XRD等分析方法对脱硫前后的活性炭进行了表征。实验结果表明,在CuSO₄含量为20%(w)、浸渍时间为48 h的条件下制备的浸渍活性炭脱硫性能最佳,穿透时间达212 min,穿透硫容达97.5 mg/mL,是初始活性炭的70倍;CuSO₄可以浸入活性炭的微孔和中大孔,但中大孔内的CuSO₄在脱硫过程中没有任何作用;浸渍活性炭的脱硫产物主要是单质硫、硫酸和亚硫酸,脱硫产物堵塞孔口或沉积在孔隙内会阻碍H₂S进入孔隙与活性位结合,使反应停止。浸渍剂不同活性炭的脱硫性能有较大差异,表明不同浸渍剂脱除H₂S的机理和转化H₂S的途径可能不同。     

添加三聚氰胺制备含氮沥青基球形活性炭的研究

沥青加萘调制过程中引入与沥青等质量的富氮化合物三聚氰胺,然后经球化、氧化、炭化和H_2O活化制备得到具有一定含氮官能团的沥青基球形活性炭,利用热重、N_2吸附仪和X-射线光电子能谱等手段研究了氧化沥青球的炭化、活化行为,考察了活化样品的孔隙结构、元素组成和表面化学性质。结果表明,三聚氰胺的引入丰富了沥青基球形活性炭的表面化学性质,使其同时具备明显的含氧和含氮官能团,其中含氮官能团主要以吡啶、吡咯和氮氧化合物形式存在;此外,三聚氰胺的引入提高了炭化沥青球在活化过程中与H_2O的反应速率,从而得到孔隙结构更为发达的沥青基球形活性炭。     

活性炭/聚氨酯海绵的制备工艺与吸附性能

利用物理负载法制备活性炭/聚氨酯海绵(AC/PU)复合材料,探讨了制备工艺中稀释剂挥发温度、时间和胶液质量分数对材料结构的影响,以及材料结构对吸附性能的影响。结果表明,稀释剂挥发温度和时间对材料结构没有明显影响;胶液质量分数越大,材料的活性炭负载量越大。材料负载量越大,床层压降越大,但对活性炭的比表面积没有明显影响。胶液质量分数为50%时,单位质量的聚氨酯海绵的负载量为13~15 g/g;当风速达到12 m/s时,压降浮动范围为0.4~0.5 k Pa,压降降低了17%~33%。沥青基活性炭海绵平均吸附量为0.092 4 g/g。吸附量降低了32.2%,与粉末活性炭海绵(PAC/PU)相比,穿透吸附量增加了2.37倍。     

炭纤维表面化学的裂解气相色谱法研究

用裂解气相色谱法研究了炭纤维表面化学。与ＸＰＳ相结合,裂解色谱法可以反映炭纤维表面整个氧化层的状况。氧化后的炭纤维经５００℃裂解,色谱图中出现Ｃ３以内的气态烃及甲醛、丙酮等含氧化合物,表明炭纤维氧化后表面存在脂肪族结构。炭纤维的氧化方法或氧化时间不同,在其表面形成的化学结构也不同。     

模式识别和支持向量机在复合材料优化设计中的研究和应用

论述了复合材料设计及优化的基本研究方法,介绍模式识别和支持向量机人工智能法,举例详述复合材料设计及优化中的两种智能法,总结两种智能融合法在复合材料优化设计中的分类、建模、预测等基本研究方法和应用。举例说明模式识别和支持向量机在复合材料优化设计中重要的研究价值。最后对该领域的发展提出若干建议。     

印刻法制备中间相沥青基中孔炭

用中间相沥青作碳源,硅胶水溶液作造孔剂,采用胶体印刻法制得一系列中孔碳。实验发现当适量纳米级硅源添加到中间相沥青中,会在彼此颗粒间形成一定的纳米孔道,从而导致中间相沥青在炭化过程中没有沥青由固相向液相转化的过程。结果表明：碳硅比、印刻温度以及中间相沥青的基本物化性质都将对中孔碳的孔结构发生重要影响。且制得比表面积和孔容分别为482m2/g和1.62cm3/g的中孔碳。     

聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中应力-应变曲线的研究

主要考察了聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中的应力—应变曲线，以及温度、牵伸速率、水分对应力—应变曲线的影响。结果表明：聚丙烯腈纤维在水温为室温(26℃)、30℃～70℃时属于细颈牵伸，在80℃、90℃时是类橡胶牵伸，当水温低于60℃和牵伸速率太快时纤维易产生毛丝。所以在牵伸过程中，水温不能低于60％，牵伸速率要适中，在本实验条件下，200mm／min、500mm／min比较合适，而且在水中牵伸比在空气中牵伸效果好，可获得较大的牵伸率。     

Pd在超级活性炭上的负载对其储氢性能的影响

负载金属Pd和PdO都有助于提高超高比表面积活性炭的吸氢性能，并能使其吸氢能力分别提高2倍～4倍和4倍～5倍左右。同时由于过渡金属住高温下容易发生团聚和迁移现象，负载在活性炭上的金属Pd的还原温度和还原时间应分别控制在125℃和2h。在0℃和27℃常压下，Pd／AC和PdO／AC(SBET为3886m^2／g)对氢的饱和吸附量分别为：20mL／g、23mL／g和14mL／g、15．8mL／g，且它们的循环使用寿命良好。