氧和氮在炭分子筛上的吸附与扩散

用重量法研究了氧、氮在两种空分用炭分子筛上的吸附与扩散。结果表明,氧和氮在炭分子筛中的扩散是活化扩散,该过程可用双孔模型进行描述。求得了氧、氮的扩散系数。     

由中间相沥青制备泡沫炭:Fe(NO3)3的影响

以中间相沥青为前驱体制备高性能泡沫炭，在考察中间相沥青、Fe（NO3）3及其混合物热分解行为的基础上，着重研究了Fe（NO3）3对制备中间相沥青基泡沫炭的影响，揭示了Fe（NO3）3对泡沫炭孔泡结构的影响规律及其作用机制，初步研究了在泡沫炭炭化过程中形成的Fe／C之物相结构及其石墨化行为。结果表明，在不同的炭化温度下，Fe在泡沫炭中的存在形态各异；Fe物种的存在有利于提高泡沫炭的石墨化程度。     

玻璃纤维表面导电膜的制备

采用化学镀铜和多弧离子镀铝两种方法在玻璃纤维表面制备导电膜.采用不同还原剂、络合剂、稳定剂分别进行一系列筛选确定化学镀铜溶液主要组成后,考察了硫酸铜与EDTA络合比对镀速的影响,同时考察了亚铁氰化钾含量对镀速的影响,通过扫描电镜分别观察了这两种方法制备的导电膜表面以及截面形貌,计算了纤维的平均电导率.     

超级电容器用solvent-in-salt型电解液的研究进展

Solvent-in-salt (SIS)型电解液作为一类新型超浓缩电解液,主要由水或者有机溶剂和易溶盐组成,具有溶液溶剂化程度小、自由溶剂分子少、电化学窗口宽、电化学稳定性高等特点,在超级电容器中显示了独特的优势并展现了良好的应用前景。本文重点综述了SIS型电解液的原理和优势,梳理了近年来SIS作为超级电容器电解液的研究进展,总结了其存在的问题,同时展望了SIS型电解液未来的发展方向。     

固态锂电池聚合物电解质研究进展

目前锂离子电池的关键挑战是如何提高电池的能量密度和电池的安全性,使用固态电解质的固态锂电池可以有效地缓解这两个问题。固态电解质是固态电池发展的关键材料。固态聚合物电解质(solid-statepolymer electrolyte,SPE)具有较高的柔韧性、优良的加工性和良好的界面接触性,是固态锂金属电池理想的电解质材料。SPE的离子导电性、电化学窗口以及与电极之间界面的稳定性对固态锂电池的综合性能起着至关重要的作用。根据电化学稳定窗口的不同,本文主要综述了：(1)低电压稳定SPE,与锂金属具有良好的相容性,通过交联、共混、共聚以及与无机填料复合的方法可以有效降低其结晶度,提升聚合物离子电导率;(2)高电压稳定SPE体系,能够匹配高电压正极使用,有效提高锂金属电池的能量密度;(3)多层结构SPE体系,能够同时承受锂金属负极的还原和高电压正极的氧化,为进一步开发高性能SPE和提高电池能量密度提供了新思路。最后,对三种SPE体系进行了总结和展望,指出低电压稳定SPE的研究重点在于提高离子电导率以及力学性能,高电压稳定SPE的关键在于降低材料的最高占据分子轨道(highest occupie...     

极端环境下超级电容器聚合物电解质的研究进展

超级电容器具有高功率密度、快充放电速率和长循环寿命等优点而备受关注。近年来,随着科学技术的发展,超级电容器的应用场景不断拓宽,超级电容器从可再生能源大规模发电并网、轨道交通等常规领域向着新一代精密电子设备和高精尖军用武器装备等极端工况领域发展。然而,高/低温、高拉伸/压缩等极端工况对超级电容器结构和组成提出了新的挑战和要求。其中,电解质是影响超级电容器的性能、寿命和安全的关键组成之一。聚合物电解质由于具有质量轻、机械稳定性强、柔韧性和安全性高及界面接触良好等特点,为设计构筑新一代高安全性和高柔韧性超级电容器提供了新的可能。本文介绍超级电容器的分类、组成及特点,从高/低温、高拉伸/压缩、高/低湿度角度,重点梳理了极端环境下超级电容器聚合物电解质的研究进展。最后,分析和讨论了超级电容器碳电极及聚合物电解质在极端条件下所面临的挑战和未来的发展方向,为高性能超级电容器的设计和构筑提供可借鉴的新思路。     

成膜条件对聚丙烯腈炭膜性能的影响

采用浸渍法在煤基炭管上制备出聚丙烯腈基复合炭膜,考察了成膜条件对聚丙烯腈基炭膜的性能的影响.结果表明,涂膜液温度、环境湿度、提升速率和干燥温度对炭膜性能均有一定程度影响,通过优化这些实验参数可以制备出复合效果较好,表面光滑无缺陷的聚丙烯腈炭膜.     

氮掺杂石墨烯/多孔碳复合材料的制备及其氧还原催化性能

采用简单、无模板的方法制备了氮掺杂多孔石墨烯/碳复合材料(NPGC)。采用SEM、XRD、Raman、XPS等分析手段对NPGC的形貌、组成以及结构进行了表征,利用旋转圆盘电极技术测试了其电催化氧还原反应(ORR)活性。结果表明,葡萄糖在水热后生成的碳与石墨烯成功复合,并在950℃炭化、活化后形成了相互渗透、结构良好的三维片状多孔网络结构;其氮含量高达9.47%。NPGC作为一种高效的非金属ORR电催化剂,在碱性溶液中具有较高的起始电位[0.87 V(vs RHE)]和较大的极限电流密度(4.7 mA?cm~(-2)),以及其ORR平均转移电子数为3.8。与商业Pt/C催化剂相比,NPGC具有较强的耐甲醇性和长期耐久性,且制备成本较低,具有广阔的应用前景。     

聚苯胺/活性炭复合材料的共价键构筑及电容性能

导电聚苯胺(PANI)与活性炭(AC)构筑复合电极材料是当前制备高性能超级电容器电极材料的热点研究方向。其关键点之一是制备出炭与PANI两种材料均匀分散、且具有相当牢固强度连接界面的复合材料。为此,以AC为基材,对其进行功能化处理后,将苯胺在其表面原位聚合,获得具有界面共价键连接的PANI/AC复合材料(PANI–c–AC)复合材料。通过扫描电子显微镜、元素分析、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪及电化学工作站等测试并研究其结构与电容性能。结果表明,具有界面共价键连接的PANI–c–AC复合材料比电容值(393.3 F/g)最高,既优于单一AC(111.8 F/g)与PANI(296.2 F/g),也优于无共价键连接的PANI–AC复合材料(360.5 F/g)。     

氢卤酸诱导石墨烯气凝胶组装体的制备

以氧化石墨为前驱体,氢卤酸为诱导还原剂,采用化学还原法在温和条件下制备石墨烯气凝胶组装体。利用扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱及热重等分析手段对石墨烯气凝胶组装体的结构及性质进行表征,以研究氢卤酸的种类及浓度对石墨烯气凝胶的形成、结构及性质的影响。结果表明:相比于HBr和HCl,利用H+与I-的协同作用,HI能够有效的诱导石墨烯气凝胶组装体形成。相对于氧化石墨,所制备的石墨烯气凝胶的热稳定性和导电能力均得到了显著的提高。将石墨烯气凝胶作为超级电容器电极材料,表现出优异的电化学性能。