树脂包覆针状焦的电化学性能研究

以针状焦作为核心，外层包覆酚醛树脂的复合材料作为锂离子电池的负极材料，通过对比不同包覆量的复合材料的表面形貌、结构及其电化学性能的研究，得出结论：树脂对于针状焦具有较好的包覆作用，有利于锂离子的嵌入／脱出，改善了电化学性能。     

羧甲基纤维素包覆天然石墨性能的研究

本实验研究了羧甲基纤维素(CMC)包覆对天然石墨电化学性能的影响。通过XRD、恒电流充放电测试手段研究了不同包覆量对该复合材料结构和电化学性能的影响。结果表明:羧甲基纤维素裂解炭对天然石墨有较好的包覆作用,并且能够有效的阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落现象,从而有效的提高复合炭材料的循环稳定性,其中5%树脂包覆量的复合材料在循环50次之后可逆容量是310.9 mAh.g-1,比天然石墨高50 mAh.g-1,并保持了首次可逆容量的97.1%。     

蒙脱土改性炭布／酚醛树脂纳米复合材料研究

利用有机蒙脱土改性酚醛树脂,采用透射电子显微镜(TEM)和x-射线衍射(XRD)研究蒙脱土在酚醛树脂中的剥离行为,制备蒙脱土改性炭布/酚醛树脂纳米复合材料并测试其热解性能、力学性能和烧蚀性能.实验结果表明,酚醛树脂与蒙脱土的相容性好,蒙脱土在酚醛树脂中完全剥离,蒙脱土改性发布/酚醛树脂纳米复合材料的各项性能与纯炭布/酚醛树脂复合材料相比有不同程度的提高和改善.     

基体炭种类对C/C复合材料电导率的影响分析

使用炭毡为增强体分别制备了热解炭基、树脂炭基、沥青炭基和热解炭/树脂炭双基体、树脂炭/沥青炭双基体C/C复合材料,比较研究了复合材料的电导率与不同先驱体含量的关系。结果表明,不同前驱体C/C复合材料电导率有较大的差异,热解炭基C/C复合材料的电导率是沥青炭基C/C复合材料和树脂炭基C/C复合材料电导率近3倍,热解炭和沥青炭双基体C/C复合材料的电导率符合简单并联混合法则,树脂炭和沥青炭双基体C/C复合材料的电导率随树脂炭质量分数的增加而减小。     

4种炭素材料的抗氧化性研究

采用SEM、Raman光谱和TG-Dsc等手段研究了纳米碳管、天然石墨、酚醛树脂热解炭、炭黑改性酚醛树脂热解炭的抗氧化性.研究表明,这4种炭素材料的抗氧化性由强到弱的顺序为天然石墨、纳米碳管、炭黑改性酚醛树脂热解炭、酚醛树脂热解炭.     

纳米炭纤维含量对其酚醛复合材料性能影响

采用纳米炭纤维对酚醛树脂改性,通过力学性能、烧蚀性能测试以及电镜和X-射线光电子能谱(XPS)分析研究了纳米炭纤维含量对炭/酚醛树脂基复合材料性能的影响。结果表明,当纳米炭纤维质量分数为15%时,其改性复合材料的层间剪切强度最大,达到31.17 MPa,氧乙炔线烧蚀率最小,为0.020 mm/s。分析了其改性机理,指出纳米炭纤维在树脂中的分散均匀程度是获得理想复合材料性能的关键。     

热处理温度对锂电池硅/炭负极材料的影响

以多巴胺为碳源,在纳米硅表面包覆炭层,制备了锂离子电池负极用硅/炭复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和锂离子电池性能测试等方法研究不同热处理温度对材料物相组成、结构形貌和电化学性能的影响。结果表明,热处理温度越高,材料的结构越利于提高其电化学性能。1 100℃处理的硅/炭复合材料的颗粒呈近球形且炭层更均匀,循环性能也更优异,首次充放电效率高达77.24%,在100 m A·g~(-1)电流密度下充放电循环20次后放电比容量仍有715.4 m A·h·g~(-1)。     

SnO_2@C锂离子电池负极材料的制备及其性能研究

采用实心六面体Zn SnO_3为前驱体,以酚醛树脂为碳源,经酚醛树脂包覆Zn SnO_3纳米立方体,然后碳化并经Na_2EDTA处理后获得空心六面体SnO_2@C复合材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman等表征手段研究SnO_2@C样品的化学组成、结构与形貌,并通过电池测试系统对样品进行电化学性能测试。结果表明,该材料具有空心结构,表面均匀地包覆了一层碳,这种在材料表面包覆的碳不仅增加了复合材料的整体导电性,同时又作为保护物质缓解了Sn粒子在充放电过程中的团聚及体积膨胀。因此,以其制备的负极表现出优异的电化学性能。     

酚醛树脂/碳化硼/聚硼氮烷复合物的固化行为及其热解性能

酚醛树脂作为一种热固性树脂基体具有广泛的应用。为了满足其作为高性能树脂基体在苛刻条件(耐高温和抗氧化)下的使用,进一步提高酚醛树脂的耐热性能并兼顾其工艺性能显得尤为重要。采用含有无机元素的耐热性聚合物(聚硼氮烷)和碳化硼纳米粒子协同改性酚醛树脂的方法,能够克服单独加入碳化硼导致的酚醛树脂固化温度升高的问题。固化动力学分析表明,加入聚硼氮烷的酚醛树脂改性体系,其固化转化率显著高于同温度下酚醛树脂或碳化硼改性酚醛树脂的转化率。同时,聚硼氮烷和碳化硼协同改性酚醛树脂固化物在高温阶段(800~1000℃)的热解稳定性较改性前有大幅度的提高。通过红外光谱分析了不同热解程度下酚醛树脂及其改性物的结构,进一步阐述了聚硼氮烷和碳化硼协同作用对酚醛树脂改性体系固化行为和热解过程的影响机制。上述采用耐热性活性聚合物和碳化硼陶瓷粒子协同改性热固性树脂的方法,有望在高性能复合材料树脂基体中得到运用。     

S-157酚醛树脂/CBFTC复合材料的研究

制备了连续玄武岩纤维平纹布(CBFTC)增强S-157酚醛树脂复合材料。研究了树脂含量对S-157酚醛树脂/CBFTC复合材料力学性能和烧蚀性能的影响,并借助扫描电子显微镜对复合材料断面的微观形貌进行了分析,同时将S-157酚醛树脂/CBFTC复合材料与S-157酚醛树脂/高强玻璃纤维平纹布(GFTC)复合材料进行了性能对比。结果表明,树脂含量在30%时S-157酚醛树脂/CBFTC复合材料的力学性能和烧蚀性能最佳;S-157酚醛树脂/CBFTC复合材料比S-157酚醛树脂/GFTC复合材料具有更好的力学性能和烧蚀性能。     

高残碳酚醛树脂粘合剂的合成

合成了高残碳酚醛树脂,研究了醛酚摩尔比、催化剂品种、溶剂对酚醛树脂残碳量的影响。当采用碱金属碳酸盐作催化剂,醛酚摩尔比在1.35-1.37时,树脂具有最高的残碳量。采用最优化工艺合成的液体树脂残碳量达到49%。由此合成的粘合剂应用于含碳耐火材料的生产中,被认为是合适的粘合剂。     

2402树脂的改性及烷基酚-甲醛树脂的合成

主要围绕热敏CTP版材用酚醛树脂的合成及成像性能进行了研究。首先,2402树脂用苯酚、甲醛进行改性,得到碱溶性好、成像性能优的成膜树脂。其二,利用邻甲酚、对甲酚、对叔丁基酚及其混合物在不同催化剂下,合成主链醚化的酚醛树脂或末端带羟甲基的酚醛树脂。主链醚化树脂用于阳图热敏CTP版材具有酸解活性的成膜树脂;高分子链末端带有羟甲基,在预烘过程中,羟甲基可发生交联固化作用,弱碱显影得到阴图图像,其成像性能较好。     

不同碳源合成Li2MnSiO4／C正极材料的电化学性能

采用溶胶一凝胶法合成Li2MnSiO4并以葡萄糖、己二酸和蔗糖为碳源合成Li2MnSiO4／C材料,对其进行XRD物相分析和SEM形貌分析。对合成出的Li2MnSiO4及Li2MnSiO4／C电极进行了充放电和电化学阻抗谱（EIS）测试。充放电结果表明碳包覆可以提高Li2MnSiO4放电容量,EIS结果说明,Li2MnSiO4／C能够减少电荷传递电阻,增加锂离子在颗粒内部的扩散速率,从而提高材料的电化学性能。     

蔗糖基炭材料的制备及其电化学性能研究

在蔗糖中按不同比例掺入膨胀石墨（EG）,在800qC和1000℃炭化制得蔗糖基炭材料。通过扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,X射线电子衍射（XRD）,对蔗糖基炭材料的表面形态和内部结构进行表征。采用循环伏安（cv）和恒流充放电表征其电化学性能,并分析其储锂机理。电化学实验结果表明：掺入3％质量比的EG在800℃下炭化得到的蔗糖基炭材料具有最优的大电流充放电性能,其在100mA／g的电流密度下,可逆放电容量为210mAh／g,容量保持率为85．5％;在200rnA／g的电流密度下,可逆放电容量为178．6mAh／g,容量保持率为72．5％。     

环保可发性甲阶酚醛树脂的合成及性能研究

采用多聚甲醛代替37%甲醛溶液与苯酚逐步加成聚合,合成可发性甲阶酚醛树脂。通过粘度、固含量、游离苯酚和甲醛含量及凝胶时间测定以及IR,GPC和TG分析研究了多聚甲醛-苯酚物质的量比为1.8∶1条件下,缩聚反应温度及催化剂加入量对可发性甲阶酚醛树脂性能的影响。结果表明,缩聚反应温度为90℃,催化剂质量分数为5%(以苯酚质量计)时,可得到性能优良的可发性甲阶酚醛树脂,其性能如下:粘度2.6 Pa·s,游离甲醛质量分数1.23%,游离苯酚质量分数5.13%,热失重质量残留率50%以上。     

Waste liquors from cellulosic industries. IV. Lignin as a component in phenol formaldehyde resol resin

The lignin separated from the spent liquor of soda pulping of rice straw can replace a part of phenol in the condensation reaction with formaldehyde in a basic medium to form phenol lignin–formaldehyde (PL–F) resol resin. The production of phenol lignin–formaldehyde resol resin was carried out in two stages: First was the formation of the adduct (lignin phenol) using different lignin percentages; second was the condensation of the adduct with formaldehyde. Reaction variables, i.e., molar ratio of formaldehyde to phenol lignin, polymerization time, amount of sodium hydroxide as a catalyst, and polymerization temperature in the polymerization step were studied. Solubility of the produced resol resin in different solvents, its viscosity, and yield were determined. Lignin could replace up to 40% of phenol in the produced resin. Infrared spectra of the prepared resin were determined. Structural similarity of phenol–formaldehyde to phenol lignin–formaldehyde resin was shown. Also, relative absorbance of characteristic bands of the resins were calculated and claimed too much on the effect of reaction parameters on the prepared resins.     

酚醛树脂热降解动力学研究

用热失重非等温法对不同甲醛,苯酚魔鬼洋比的酚树脂进行了热降解动力学研究。结果表明,甲醛,苯酚摩尔比为１．５时,酚醛树旨的热发活化能最高。耐热性最好。     

Purification and carbon-film-coating of natural graphite as anode materials for Li-ion batteries

A process of modification of natural graphite materials as anode for lithium ion batteries was attempted. The process started with the treatment of natural graphite with concentrated hydrochloric acid and concentrated sulfuric acid in a thermal autoclave, followed by the in situ polymerization of resorcinol-formaldehyde resin to coat the graphite, then heat-treatment. SEM, XRD, Raman and electrochemical charge-discharge analysis showed that the surface defects and impurities on natural graphite were eliminated by purification of the concentrated acids, and carbon-film encapsulation modified the surface structure of the graphite and reduced its BET surface area. The as-obtained natural graphite sample presented an initial charge-discharge coulombic efficiency of 88.4% and a reversible capacity of 355.8 mAh g⁻¹. The proposed process paves a way to prepare a promising anode material with excellent performance with low cost of natural graphite for rechargeable lithium ion batteries.     

苯酚-尿素-乙二醛树脂的合成工艺研究

为从根本上消除木材胶合制品的甲醛释放对环境和人体健康的危害及改善尿素-乙二醛(UG)树脂的性能,选择无毒、低挥发的乙二醛代替甲醛,与尿素、苯酚反应制备苯酚-尿素-乙二醛(PUG)共缩聚树脂木材胶黏剂。研究了在反应的不同阶段加入苯酚以及苯酚的加入量对树脂性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对树脂的结构进行了表征。结果表明:在所研究的合成条件下,PUG树脂的pH和状态受苯酚加入量和加入时间的影响不大,苯酚的加入量为尿素总量的10%为宜;树脂中主要含有氮氢(N—H)、氧氢(O—H)、羰基(C=O)、饱和碳氢(C—H)、醚键(C—O—C)及碳氮(C—N)键等主要官能团。