原位聚合导电高分子包混对硬碳性能的影响

采用原位聚合方法对硬碳材料进行了导电聚合物包混,并测试了导电聚合物包混硬碳材料的电化学性能.利用扫描电镜,拉曼光谱,电导率仪及恒电流法研究了导电聚合物包混的硬碳材料的结构以及充放电特性.研究发现,聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等均能通过原位聚合包混在硬碳表面.其中,采用噻吩在硬碳表面原位聚合增强了硬碳材料的导电性.经聚噻吩包混的硬碳首次充电容量达到了385mAh g-1以上,高于未包混的硬碳(320mAh g-1).循环20周以后聚噻吩包混硬碳的容量仍保持在325 mAh g-1以上,而未包混硬碳的容量则降低到290 mAh g-1以下.     

锂离子电池用酚醛树脂热解碳负极材料的研究进展

简要介绍了锂离子电池负极材料的种类,硬碳材料的结构特点、突出的优异性能.重点总结了酚醛树脂热解硬碳负极材料与掺杂和包覆型酚醛树脂热解硬碳负极材料的国内外研究进展情况,并提出了展望.     

锂/钠离子电池硬碳负极材料的研究进展

随着锂离子电池的发展和钠离子电池的兴起,硬碳材料作为一种新型负极材料,受到了广泛关注。硬碳来源丰富,价格便宜,具有比锂离子电池石墨负极更高的储锂容量和优异的倍率性能,并且是最有商业化潜质的钠离子电池负极材料。然而,硬碳普遍存在电池首周库仑效率低的问题,且对于硬碳的储锂/钠机制仍存在争论,其比容量仍有较大的提升空间。近年来,研究人员围绕硬碳负极材料的电化学机理展开了各种研究和模型假设,针对硬碳负极存在的问题,提出了各种解决策略。本文介绍了硬碳的基本结构和常用的制备方法,并结合硬碳的优势,梳理了硬碳在锂离子电池和钠离子电池中的应用情况,重点介绍了其在快充、包覆等细分领域的应用进展,并分别针对硬碳提升比容量和改善首周库仑效率的需求,归纳了孔结构设计、元素掺杂、优化材料与电解液界面等不同改性策略。     

锂离子电池硬碳负极材料的研究进展

碳负极材料是迄今为止综合性能最好的锂离子电池负极材料。通过对碳材料微观结构的设计,能够显著改善锂离子电池的能量密度、功率密度和循环寿命,适应新能源汽车对动力电池的要求。与传统石墨负极材料相比,硬碳具有嵌锂容量高、倍率性能好以及循环寿命长等优点。研究者通过改变碳源、优化制备工艺,相继制备了一系列结构独特性能优异的硬碳材料。基于硬碳基锂离子电池负极材料的最新研究进展,总结了以不同碳源制备硬碳材料的研究工作,并简要分析了硬碳的微观结构对材料嵌锂性能的影响。最后总结并指出了该领域亟待解决的问题以及未来的发展方向。     

有序介孔碳材料的制备研究及应用

有序介孔碳材料具有比表面积高、介观结构丰富、孔径均一可调等特点,在催化剂及催化剂载体、传感器和燃料电池等领域应用广泛。而模板法则是合成有序介孔碳材料的重要手段,其中硬模板法和软模板法各具特点。分别阐述了硬模板法和软模板法制备介孔碳材料的合成路线,并介绍了介孔碳材料在相关方面的应用现状。     

钠离子电池碳基负极材料的研究进展

由于能源资源短缺和环境问题,开发新型储能材料迫在眉睫。锂离子电池应用广泛,但其在地壳中的含量较低,限制了它的发展。钠与锂具有相似的化学性质,可以替代锂成为新一代储能材料。碳基储钠负极材料分为天然石墨、石墨烯、软碳材料和硬碳材料。重点介绍了这些碳材料的定义、存在的问题和解决方案,对碳材料的改性及其在钠离子电池中的应用有一定的指导意义。     

介孔碳复合电极材料研究进展

早在20世纪70年代,就有人提出碳作为锂离子负极材料的设想,但直到20世纪90年代日本索尼公司成功地开发出石油焦碳负极材料,才使以碳材料为负极的锂离子电池从实验室研究进入实用阶段[1]。碳材料根据其石墨化程度,可简单分为石墨和无定形碳2类。常见的碳材料不仅包括石墨(无论天然的或人工合成的),还包括中间相的低温碳、硬碳、碳纳米管、介孔碳及石墨烯等,这些碳材料的     

氮化碳—可能比金刚石还硬的材料

介绍了可能比金刚石还硬的氮化碳材料的理论预风和实验研究进展。     

大米淀粉硬碳负极材料的制备及其电化学性能研究

以大米淀粉为原料,氯化铵为脱水催化剂,经一步程序加热得到大米淀粉硬碳,并制得大米淀粉硬碳负极材料。实验结果表明,大米淀粉硬碳的可逆和不可逆比容量随碳化温度升高而降低,1050℃碳化的样品首次库伦效率最高达到75.5%,0.1C首次充电比容量和放电比容量分别为656mAh/g和495.6mAh/g;0.1C、1C循环充放电时,第50次循环的比容量分别是第1次放电比容量的91.96%和85.48%。大米淀粉硬碳负极材料成本低廉、制备过程环境友好,有望在锂离子电池领域得到应用。     

B-C-N系超硬材料的研究进展

超硬材料的合成是目前材料科学研究领域的热门课题之一,近年来,由于碳基和硼基超硬材料的理论设计和发现,引起了人们在实验３和理论上对硬度与金刚石接近,基至超过金刚石的材料研究兴趣。在Ｂ－Ｃ－Ｎ系超硬材料中,除了金刚石和立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）以外,α－ＣａＮ４,立方氮碳化硼以及富勒烯等材料,也正日益受到国际材料界的重视,本文就Ｂ－Ｃ－Ｎ系超硬材料的最新研究进展做一综述。     

用于燃料电池碳纤维纸的研究进展

介绍了用于燃料电池碳纤维纸的国内外研究情况并说明了其生产的工艺流程,分析了用于燃料电池碳纤维纸的特点,指出了国内研制碳纤维存在的问题及其发展前景.     

碳/碳复合材料表面改性及其生物响应特性

碳/碳复合材料继承了碳材料固有的生物相容性,它具有优异的力学性能,特别是它的弹性模量与人骨相当,是一种具有潜力的骨修复和替代生物材料.但是由于碳/碳复合材料为生物惰性材料,其与骨组织表面仅仅是机械结合,通过表面改性,可在其表面构筑生物活性涂层以提高其生物活性和减少碳颗粒的释放.本文在综述了碳/碳复合材料表面生物活性涂层制备方法及其生物学响应特性的基础上,分析了目前研究中存在的问题,提出一些解决的办法,并展望了其发展前景.     

碳纤维树脂基复合材料及成型工艺与应用研究进展

目的 碳纤维树脂基复合材料的可设计性和性能优越性使得碳纤维及其树脂基复合材料的应用范围不断拓展.文章简述了碳纤维的性能、发展和分类,研究碳纤维树脂基复合材料的性能影响因素、成型工艺及应用领域,探索其未来研究的发展方向.方法 采用文献调研法,梳理和汇总国内外关于碳纤维树脂基复合材料的制备及应用研究,分析国内外关于其性能影响因素、成型工艺和应用领域的研究进展.结论 碳纤维树脂基复合材料性能受碳纤维含量、基体和碳纤维界面结合性能等因素的影响.国内碳纤维树脂基复合材料的成型技术主要以传统成型工艺为主,不同性能要求和结构特点的构件采用不同成型工艺.应用范围从航空航天、军工领域不断拓展至民用领域,生产制备的高效能化和低成本化是其未来发展方向.此外,环境问题及碳纤维的回收利用是未来碳纤维及其复合材料应用的关键问题.     

浸渍改性活性炭脱除低浓度H2S的研究

研究了活性炭种类、浸渍剂种类及浓度、添加剂种类及浓度、反应温度六种因素对改性活性炭脱硫效果的影响,结果表明活性炭和浸渍剂种类是决定改性活性炭硫容量的关键因素。最优的改性活性炭脱硫剂组成是光华GH-16杏壳活性炭负载7％NaOH浸渍液,并以1％的MCM-41分子筛作为添加剂,这样制得的改性活性炭硫容量可提高200％以上。     

The structure and function of ribonuclease A upon interacting with carbon nanotubes

Ribonucleic acid (RNA) is an important genetic material whose lifetime is most often determined by the rate of its enzymatic degradation. Our studies showed that multi-walled carbon nanotubes and single-walled carbon nanotubes functionalized with carboxylic groups interacted with ribonuclease A (RNase A) and caused the reduction of its activity by changing its conformation, thus protecting RNA from enzymatic cleavage. The results showed that RNase A was less active on the carbon nanotube surface than in free solution, and the activity was decreased further on larger carbon nanotubes, suggesting that carbon nanotubes with various surface modifications may be useful in RNA extraction, purification, and manipulation.     

碳泡沫吸波性能的研究

制备了具有三维网络结构的泡沫碳材料并研究了其吸波性能。结果表明：碳泡沫的电导率随着其热解温度的提高而增加。碳泡沫的电导率对其吸波性能有重要影响。随着电导率从0．02S／cm提高到1．03S／cm，碳泡沫对入射电磁波从透波为主转变为反射为主，吸波性能先逐渐变好，然后又逐渐变差。对于1.0mm网孔尺寸、30％体积分数和15mm厚度的碳泡沫来说，电导率为0．46S／cm时具有最佳的吸波性能，在4～15GHz整个频段上的反射率均在-6dB以下，体现了宽频带的吸收特征。碳泡沫的网孔尺寸、体积分数和厚度均对其吸波性能有一定影响。     

电化学处理对碳纤维表面加载碳纳米管的影响机理

利用电化学阳极氧化法改性碳纤维表面,开发了在连续碳纤维表面简单、高效、均匀地加载催化剂涂层的工艺。通过系统研究电化学改性强度对碳纤维表面物理与化学特性、催化剂颗粒与CNTs形貌、多尺度增强体拉伸强度及其增强复合材料层间剪切强度的影响,优化了碳纤维表面电化学改性工艺。结果表明:催化剂颗粒的形貌与分布不仅影响碳纤维表面沉积的CNTs的形貌,而且影响最终碳纤维表面生长CNTs多尺度增强体及其复合材料的力学性能。     

尿素改性碳纤维电场电极制备及电化学性能研究

以尿素为氮源,对碳纤维表面进行改性,制备了一种新型海洋电极,并测试了其电化学性能和电场响应性能。结果表明,碳纤维表面的含氧和含氮基团对其电化学性能具有显著的影响,与尿素反应并在450℃条件下热处理的碳纤维具有最低的内阻和最大的比电容。电化学性能的变化也直接影响碳纤维电极对的电场性能,450℃条件下热处理的碳纤维电极也具有最佳的电场性能:电极对极差稳定性降到0.1 m V/24 h左右,自噪声为2.2 n V/rt Hz@1Hz,电极对能较好地响应出1 m Hz、1 m V电场信号。     

双壁碳纳米管研究进展

单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的合成和应用研究得到广泛的关注和重视，并已取得了许多令人鼓舞的成果。双壁碳纳米管(DWCNTs)作为介于单壁碳纳米管和多壁碳纳米管之间的一种特殊结构碳纳米管，由于潜在的应用价值及作为研究碳纳米管层间作用最简单和理想的模型开始得到高度重视。介绍了双壁碳纳米管合成方法及理论和应用研究取得的进展。     

超级电容器电极用N-掺杂多孔碳材料的研究进展

多孔碳材料作为双电层电容器的主要电极材料,已成功应用于商业化超级电容器。但作为电极材料,纯碳材料表面疏水、内阻较大、电容较低等缺点使其进一步发展受到制约。近年来,随着超级电容器的迅速发展,氮掺杂多孔碳材料作为其电极材料引起研究人员的广泛关注,并采用不同的制备方法成功合成了一系列结构不同、性能优异的氮掺杂碳材料。基于超级电容器氮掺杂多孔碳电极材料的最新研究进展,首先介绍了氮在碳材料中的基本存在形式及对碳电极材料性能的影响,然后重点评述了氮掺杂碳电极材料的制备,最后总结了超级电容器氮掺杂碳材料的发展趋势。