多孔碳化聚苯胺/碳纳米管的制备及性能研究

具有较高电化学性能的一种新型多孔碳化的聚苯胺包覆碳纳米管电极材料被成功的制备,它是先通过原位聚合形成聚苯胺包覆碳纳米管复合材料,然后在氩气条件下850℃碳化制得的。该电极材料在0.5A.g-1电流密度下和1mol/L H2SO4电解液中拥有209F.g-1的比电容,远高于相同条件下碳纳米管的比电容20F.g-1。这应该归因于该电极材料比表面积的提高和来自碳化聚苯胺层中氮原子掺杂诱导的赝电容效应,同时也说明了该材料在超级电容器应用中是一种比较有希望的电极材料。     

Mo2C含量对Ti(C,N)基陶瓷力学性能和显微结构的影响

采用热压烧结工艺制备了添加微量Cr3C2的Ti(C0.5N0.5)-(Ni-Co)-Mo2C-Cr3C2系Ti(C,N）基金属陶瓷。分析三种不同Mo2C含量材料的力学性能、断口形貌和磨削表面压痕裂纹扩展情况，研究表明：材料的断裂均以沿晶断裂为主；材料的抗弯强度与Rim相有关，8wt%Mo2C含量的金属陶瓷Rim相厚度适中，抗弯强度高；0.6wt%Mo2C含量的金属陶瓷的扩展裂纹短，裂纹扩展发生偏转，断裂韧性高。     

仿生制备多孔ZrC/C复合陶瓷材料

以碳化后的梧桐木块作为碳模板,采用金属锆作为锆源,在KCl和KF的混合熔盐体系中制备了多孔ZrC/C复合陶瓷材料。研究了不同碳化温度对碳模板的显微形貌、显气孔率和体积密度的影响。并采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了梧桐木的碳化过程以及复合材料的物相组成和显微形貌。结果表明:梧桐木的碳化分为有机物的热分解和石墨化两个过程;碳化后的梧桐木保留了多孔的特征结构,随着碳化温度的升高,碳模板显气孔率变大,体积密度减小;反应时间的延长有利于增强ZrC层与碳模板基体表面的结合力;KF的加入量需要严格控制,过量的KF会破坏复合材料的结构。     

多孔球形Li2MnSiO4/C正极材料的制备及电化学性能

采用湿法球磨-喷雾干燥法制备了多孔球形锂离子电池Li2MnSiO4/C复合正极材料。X射线衍射(XRD)表明合成的Li2MnSiO4具有正交结构,属于Pmn21空间群。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显示粉体复合材料为直径10μm左右的球形团簇,由100nm左右的颗粒堆积而成,颗粒表面包覆1层大约3nm的碳层。电化学测试表明,在0.05和0.5C倍率下,Li2MnSiO4/C样品的首次放电容量分别为153和110mAh/g,50次循环后容量分别保持80%和66%。     

聚乙烯醇/相变微胶囊多孔定形复合相变材料的制备及性能

实验中将相变微胶囊乳液与聚乙烯醇(PVA)溶液复合,通过物理发泡法制得具有形状记忆性能的多孔定形复合相变材料,研究了相变微胶囊对多孔定形复合相变材料孔结构及吸水保水性、相变性能、形状记忆性能等的影响。结果表明,所制备多孔定形复合相变材料的孔结构随着微胶囊乳液用量的增大出现并泡现象,孔径与开孔率增大;吸水率与保水率明显提高,吸水率最大可达1025%;相变焓值随相变微胶囊乳液用量的增大而增大,可达10.85 J/g,具有良好的相变储热性能;多孔定形复合相变材料经弯折形变固定后,热致形变回复率5 min内可达77.8%,湿致形状回复率在1 min内可达到83.3%,具有较好的形状记忆特性。     

B4C/Ni多孔复合材料的制备及性能

采用粉末冶金法制备了B4C/Ni多孔复合材料。对制得的试样进行了扫描电镜（SEM）观察和抗压强度的测试，并摘要计算得出了试样的孔隙度。分析结果表明，复合材料的孔隙度随烧结温度的升高而下降；抗压强度随孔隙度的下降而增大；并且复合材料中镍含量越高材料抗压强度越大。根据后续浸渗金属液体的要求，此多孔复合材料要达到高孔隙度、较高强度和较高硼含量等指标。所以综合分析结果和后续要求最终确定了最佳体积百分含量为碳化硼15%、镍55%、造孔剂碳酸钠30%和最佳烧结温度800℃。     

多孔球形LiFePO4／C正极材料的制备及性能

球形化是正极材料LiFePO4的重要研究方向．采用喷雾干燥。碳热还原法制备了具有多孔结构的LiFePO4/C球形粉体材料。结果表明：在550-800℃合成的样品均为橄榄石结构LiFePO4／C，晶格常数c／a随着温度的升高而减小，800℃下热处理12h制备的多孔球形LiFePO4/C粉体材料，晶格常数c／a=0.7806，平均粒径在100m左右，每个微球都有直径在200-700nm之间的亚微米颗粒堆积而成，具有流动性好、表面易涂覆等特点，在室温下，C／3首次放电比容量可达119mAh／g。     

多孔微晶玻璃的制备、性能及用途

多孔微晶玻璃是一种密度小、质量轻、比表面积大、阻尼性能好的新型功能材料。研究了粉末烧结法、整体析晶-酸浸法、溶胶-凝胶法制多孔微晶玻璃的成孔机理和制备过程。分析了多孔微晶玻璃的力学性能和渗透性能。从过滤、保温、载体、分离4个主要方面阐述了多孔微晶玻璃的用途，展望了多孔微晶玻璃的发展趋势及应用前景。     

多孔SiO2@金纳米复合材料的制备及其吸附性能研究

采用湿化学法制备了新型多孔SiO_2@金纳米复合材料并对其结构进行了表征,研究了该复合材料对3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB77)的吸附性能,并对吸附过程中的动力学数据进行拟合。结果表明,用Freundlich和Langmuir吸附等温模型拟合的相关系数分别为0.9652、0.9764;用Lagergren准一级吸附动力学方程拟合的相关系数为0.951;合成的多孔SiO_2@金纳米复合材料具有较强的吸附性能,能有效吸附水中的PCB77。     

粉煤灰-城市污泥基多孔陶瓷材料的制备及性能

为了提高工业废弃物的综合利用效率,以粉煤灰和城市污泥为主要原料,利用添加造孔剂法制备了多孔陶瓷。利用XRD、SEM表征了陶瓷的晶相和显微结构,并研究了粉煤灰和城市污泥的配比对多孔陶瓷显气孔率、抗折强度等性能的影响。结果表明,当粉煤灰和城市污泥的配比在1∶1~3∶1之间可制备出性能优良的多孔陶瓷;当配比为3∶2时,可制得显气孔率为41.91%、抗折强度为10.06MPa、体积密度为1.32g/cm~3的多孔陶瓷材料。     

MOF衍生的多孔ZnO/C、Ag/ZnO/C复合材料光催化性能研究

以金属有机骨架(MOF-5)为前驱体, 通过高温热处理和湿化学法获得ZnO/C和Ag/ZnO/C两种光催化复合材料。采用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和紫外-可见分光漫反射(UV-Vis DRS)等方法对所得样品的晶体结构、形貌特征、组成及光谱特性进行了表征。结果显示, 高温热处理保留了MOF-5的原始结构。ZnO/C比表面积为390 m²/g, 载银后比表面积仍达232 m²/g, 负载的银颗粒尺寸约30 nm。光催化降解实验表明ZnO/C和Ag/ZnO/C复合材料对亚甲基蓝(MB)都具有很高的降解效率, 均优于商业TiO₂。Ag/ZnO/C的光催化性能更好, 且具有较好的重复利用和稳定性。因此, 适度的高温碳化和掺杂贵金属是获得优良光催化性能的根本原因。     

多孔硅/碳复合负极材料的制备及电化学性能

以介孔二氧化硅SBA-15为硅源, 采用镁热还原法和化学气相沉积(CVD)法合成了具有莲藕状结构的多孔硅/碳复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸脱附法研究了原料配比, 混压方式以及反应温度对多孔硅物相组成和结构形貌的影响。多孔硅的最佳合成条件为: 镁粉过量20wt%, 原料经球磨混合均匀后直接在750℃下高温反应4 h。对多孔硅及多孔硅/碳材料进行了电化学性能测试, 在0.5 A/g电流密度下循环70次后仍保持1633.1 mAh/g的可逆容量, 并且在8 A/g下容量达到580.1 mAh/g, 表现出优异的循环稳定性以及倍率性能。     

密胺树脂多孔材料的制备及对二氧化碳的吸附

以三聚氰胺与甲醛为原料,二甲苯为分散相,利用浓乳液模板法合成了密胺树脂多孔材料。研究了预聚过程以及不同单体配比、分散相体积分数和乳化剂用量对密胺树脂多孔材料结构的影响。结果表明,当预聚温度为75℃,预聚时间为20min,预聚体系pH值为8时,得到的预聚物可以制备出稳定的浓乳液。当单体配比n(三聚氰胺)∶n(甲醛)=1∶3,分散相体积分数为85%,乳化剂的量为20%时,可以制备出比表面积为3.317m~2/g的密胺树脂多孔材料。所制备的多孔材料可用于吸附二氧化碳,最大吸附量为60.3mg/g。     

大倍率二氧化硅/碳复合材料的制备及电化学性能表征

为了满足新能源储能及电动汽车对锂离子电池持续快速充电、慢速放电性能的要求,以正硅酸乙酯为二氧化硅前驱体,在两亲性炭材料(ACM)与聚乙二醇400(PEG400)形成的氢键限域体系中制备了大倍率二氧化硅/碳复合锂电负极材料(SiO_2-130/C)。材料表征结果表明,二氧化硅的粒径由500nm(未限域)降低到130nm(限域),同时,富碳的ACM在二氧化硅纳米颗粒表面构建了导电性良好的碳框架。在0.1A·g~(-1)和1A·g~(-1)的电流密度下,SiO_2-130/C的可逆比容量分别为527mAh·g~(-1)和347mAh·g~(-1),且在1A·g~(-1)的电流密度下连续400个充放电循环后,仍具有483 mAh·g~(-1)的可逆比容量,表现出优异的倍率性能及稳定的电化学性能。     

多孔陶瓷材料的制备技术

本文评述了近年来多孔陶瓷材料制备技术的研究现状，对目前研究比较活跃，应用比较成功的几种制备技术进行了分析，并讨论了今后的发展趋势。     

CNTs-Al_2O_3多孔陶瓷复合材料的制备与性能

利用冰模板法制备一种具有高孔隙率的碳纳米管强化氧化铝(CNTs-Al_2O_3)多孔陶瓷复合材料。采用SEM,XRD及Raman对样品进行表征,研究碳纳米管(CNTs)含量对复合材料微观形貌、性能的影响。结果表明:随着CNTs含量的增大,复合材料的体积密度、孔隙率和抗压强度均发生改变;添加适量的CNTs能促进陶瓷孔壁烧结致密度,提高材料的抗压强度;但加入过量CNTs会导致CNTs团聚,嵌于陶瓷内壁形成微孔,反而降低了材料致密度与抗压强度;当CNTs含量达2.0%(质量分数)时,多孔陶瓷的抗压强度达到最大值4.52MPa,相对纯Al_2O_3多孔陶瓷提高了66%。     

多孔PVA/CNFs复合水凝胶的制备与性能

目的研究聚乙二醇(PEG)的加入对复合凝胶微观结构、溶胀性能和热稳定性的影响,扩大复合凝胶在包装领域的应用。方法以PEG为致孔剂,纳米纤维素(CNFs)为增强相,利用物理交联法制备出多孔聚乙烯醇/纳米纤维素复合水凝胶。结果 PEG作为致孔剂时可制得网络互穿结构的多孔水凝胶,复合凝胶的溶胀度可达到1000,相比于纯PVA水凝胶有极大的提高,同时加入CNFs的聚乙烯醇凝胶与纯的聚乙烯醇凝胶相比具有更好的热稳定性。结论这种有着高溶胀性和良好热稳定性的多孔复合凝胶可用于包装产品的保鲜与物流防护。