中孔炭微球/MoS_2/S复合正极材料的制备及其电化学性能

目前锂硫电池的应用仍受活性物质硫和放电产物的绝缘性、中间产物聚硫化物的穿梭以及硫正极在循环过程中较大的体积变化等问题限制。本文以导电中孔炭微球(MCM)为载体材料,将极性的MoS_2均匀地负载于MCM框架中,作为高效的硫正极载体材料。结果表明,与MCM/S正极相比,添加了MoS_2的MCM/MoS_2/S复合正极表现出更高的容量、更好的循环稳定性和倍率性能,其中添加12.4 wt.%的MoS_2表现最优异的电化学性能。此外,MoS_2在硫正极的工作电压窗口内具有电化学活性,可以提供附加容量,且能在醚系电解液中保持稳定的放电容量。当用MoS_2替代部分非电化学活性的载体时,可以提高硫正极的整体容量。这种利用电化学活性的载体提高电极整体容量的思路为进一步提高硫正极的电化学性能提供了参考。     

活化条件对沥青基球状活性炭结构与吸附性能的影响

研究了不同活化条件对沥青基球状活性炭表面物理结构的影响,并初步探索了其作为医学吸附材料对维生素B12及肌酸酐的吸附性能。结果表明：改变活化条件,可在一定范围内控制沥青基球状活性炭的孔径;在实验条件下,沥青基球状活性炭对维生素B12及肌酸酐的吸附率分别达到80％及96％。     

聚酰亚胺辅助制备高定向石墨烯基全炭泡沫及其在导热聚合物复合材料中的应用（英文）

石墨烯及其衍生物具有高纵横比的二维层状结构,在加工过程中通常倾向于水平排列。因此,石墨烯基复合热界面材料虽然具有较高的面内热导率,但其表现出的低面外热导率难以满足实际应用需求。本文通过定向冷冻策略制备了竖直排列的聚酰亚胺/石墨纳米片(PG)导热骨架以提高聚合物复合材料的面外热导率,其中石墨纳米片(GNs)为高导热石墨烯薄膜的粉体边角料。在该过程中,采用水溶性聚酰胺盐溶液直接分散疏水的GNs,热亚胺化后获得的聚酰亚胺在辅助GNs定向排列的同时经石墨化处理转变为人造石墨。同时,GNs的引入提高了PG骨架的有序度和密度,进一步提高了聚二甲基硅氧烷(PDMS)基复合材料的强度和导热性能。结果表明,所制备的PDMS/PG复合材料(PG:21.1%)的面外热导率达14.56 W·m^-1·K^-1,是纯PDMS的81倍。这种简便的聚酰亚胺辅助二维疏水填料定向排列的方法为各向异性热界面材料的规模制备提供了思路,同时实现了石墨烯薄膜边角料的再利用。     

沥青基球状活性炭对CO_2的吸脱附性能研究

研究了沥青基球状活性炭(PSAC)对CO2的吸脱量、吸附选择性及电解吸性能。实验结果表明:比表面积为527m2/g的PSAC对CO2(浓度为12.5%)的吸附量为0.56mmol/g,在CO2/N2混合气中对CO2的吸附选择性为87.6%;当吸附气体的流速较大时,因其向孔内的扩散系数降低而导致平衡吸附量下降;当采用电解吸方式将PSAC加热至250℃进行CO2脱附时,能耗为2.5MJ/kg。     

沥青基球状活性炭对几种生理分子的吸附性能

考察了具有不同BET比表面积及不同孔结构的沥青基球状活性炭（PSAC）对溶液中尿毒症分子肌酐、有益分子α-淀粉酶和脂肪酶的吸附行为，测定了PSAC对肌酐的吸附等温线及吸附速度曲线，并根据Freundlich等温线方程对肌酐吸附等温线数据进行处理，检验了实验数据与方程的吻合度，确定了方程参数。结果表明：PSAC对α-淀粉酶及脂肪酶吸附选择性差，对肌酐的吸附选择性好。PSAC对肌酐分子的吸附平衡容量取决于溶液浓度、孔径和比表面积；吸附速率随孔径增大而增加。PSAC对α-淀粉酶及脂肪酶的吸附选择性取决于PSAC的孔结构，孔越大吸附选择性越好。因此，评价PSAC吸附性能时需要考虑比表面积、孔结构及吸附质分子的特性。     

溴诱导法乙烯渣油基高软化点各向同性沥青的制备及表征（英文）

以乙烯渣油减压蒸馏重组分(ET-HR)为原料,采用溴化/脱溴聚合两步法制备了新型高软化点各向同性沥青,研究了溴化温度和溴引入量对所得产品性质参数的影响。GCMS与LDI TOF/MS测试结果表明,ET-HR主要由富含饱和脂肪侧链的3-6环芳香烃组成。ET-HR分别经30℃和200℃溴化后直接经350℃热处理发生脱溴化氢缩合反应。与简单热缩聚相比,该两步法显著提高了所得沥青的软化点(241~264℃)、产品得率(62 wt.%~67 wt.%)以及氮气下的残碳率(57 wt.%~77 w t.%)。对所得脱溴聚合沥青的组成和结构通过元素分析、~1H NM R、FT-IR和LDI-TOF/M S等技术手段进行了表征,结果表明脱溴聚合显著增强了前驱体的芳构化和缩聚反应程度。800℃炭化结果表明,溴化/脱溴聚合两步法所得各向同性沥青能够完全转变为各向异性织构,从而可广泛应用于高级炭材料领域。     

五氧化二碘辅助亲电碘化1-甲基萘制备高残炭沥青（英文）

以1-甲基萘(1-MNP)为原料,采用碘化/脱碘聚合法成功制备了新型高残炭沥青,研究了溶剂种类、碘化温度和反应物摩尔比对碘化样品的影响。GC-MS结果表明当1-MNP、I_2和I_2O_5以1∶0.75∶0.18的摩尔比在60℃乙酸溶液中反应24 h,碘化产物主要由1-碘-4-甲基萘组成,选择性高达96.4%;碘化样品经130~180℃热处理发生脱碘化氢缩合反应。对所制沥青的甲醇可溶组分分析结果表明,脱碘化氢过程中有芳环加氢产物(四氢萘、5-甲基四氢萘等)和甲基迁移产物(2-甲基萘、二甲基萘、三甲基萘等)生成。通过TG、~1H-NM R和FT-IR等手段对沥青结构进行表征,结果表明该沥青具有较高的聚合度(甲苯可溶组分低于12 wt.%)、较高的残炭率(54~66 wt.%)以及较复杂的甲基萘分子组装方式(包括α-α'、α-β'和β-β')。脱碘聚合显著提高了沥青的聚合度和残炭率,这种沥青可用于高性能炭材料的制备。     

原位生长纳米炭纤维/硅复合材料及其储锂性能

采用催化化学气相沉积法在微米硅颗粒表面原位生长纳米炭纤维得到纳米炭纤维/硅复合材料.利用SEM,TEM和XRD表征了复合材料的表面形态和微观结构,并考察了其作为锂离子电池负极材料的循环性能.电化学测试表明:与纳米纤维/硅机械混合物相比,原位生长纳米炭纤维/硅复合材料具有更高的可逆容量(1042mAh/g)和更好的循环稳定性.根据SEM和交流阻抗分析结果,分析了纳米炭纤维/硅复合材料在充放电过程中的结构演变机制,其优异的电化学性能主要来源于原位生长纳米炭纤维与硅颗粒之间良好的接触性能.     

预氧化对中间相沥青泡沫炭结构和性能的影响机制研究

研究了预氧化对萘系中间相沥青的表面化学性质、族组成分布以及对泡沫炭的发泡条件、泡孔形成、孔结构及微结构的影响机制.当中间相沥青经210℃预氧化2h后,其喹啉不溶物含量增加32.3%,族组成分布变窄.在600℃/3MPa发泡条件下,所制石墨化泡沫炭的平均孔径、压缩强度分别为200μm、2.8MPa.     

酚醛树脂基球形活性炭的制备及CO2吸附

以线性酚醛树脂为原料,利用悬浮法成球,研究制备工艺参数对酚醛树脂球粒径的影响。在分散剂PVA2488用量1%,搅拌速率550rpm,成球终温130℃,酚醛树脂浓度60%条件下得到粒径分布较窄,平均粒径4μm的酚醛树脂球;水蒸气做活化剂,900℃活化90min可得比表面积1545m2/g、孔容0.84cm3/g的酚醛树脂基球形活性炭(PFSAC);PFSAC对CO2饱和吸附容量可达2.49mmol/g,发现孔径小于1nm的孔容对CO2吸附量影响显著。