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PVP为偶联剂制备核壳型PS/CdS纳米复合粒子及表征

王涵 , 郑星 , 张文华 , 江波 , 朱超胜 , 靳婷婷 , 郑经堂 , 吴明铂 , 薛庆忠

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为偶联剂,利用超声化学法制备了PS/CdS核壳型复合纳米粒子.为了深入理解核壳型纳米粒子的界面行为和形成机制,详细考察了PVP加入与否及用量、前体加入顺序、Cd2+与S2-摩尔比和反应时间等实验参数对核壳复合材料结构的影响.结果表明,适量PVP可改善CdS纳米粒子与PS聚合物基体间的亲和性,增强壳与核之间的相互作用,成功地将PS与CdS复合成单分散的、壳层完整且厚度可控的三维核壳型PS/CdS纳米复合粒子;且复合物比纯CdS粒子具有更高的可见光响应活性.

关键词: 聚乙烯吡咯烷酮 , 核壳结构 , 偶联剂 , 界面行为

乙烯焦油重质馏分合成缩合多核芳香烃树脂

吴明铂 , 石阳阳 , 李士斌 , 郭宁 , 王玉伟 , 郑经堂 , 邱介山

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(12)60027-4

以价廉量广的乙烯焦油的重馏分油(＞250℃)为原料,以三聚甲醛为交联剂合成耐热性优异的缩合多核芳香烃树脂(COPNAR).基于1H-NMR分析,采用改进的B-L法对重馏分油和乙烯焦油的平均分子结构进行解析.采用FT-IR、1H-NMR、TGA和元素分析等研究了所制COPNAR的基本性质和合成机理.结果表明,乙烯焦油的重馏分油可用来合成具有优异耐热性的COPNAR.对乙烯焦油进行蒸馏,可显著提高所制树脂的耐热性.反应机理为酸催化阳离子缩聚反应.

关键词: 缩合多核芳香烃树脂 , 乙烯焦油 , 重馏分 , 合成机理 , 耐热性

通过pH值调控的氧化石墨烯片层尺寸、表面化学和电化学性质

吴慧 , 吕伟 , 邵姣婧 , 张辰 , 吴明铂 , 李宝华 , 杨全红

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(13)60085-2

通过调节氧化石墨烯水溶胶的pH值,可以得到尺寸和表面化学性质可控的氧化石墨烯片层.由于氧化石墨烯片层上的羧基在酸性条件下质子化,而在碱性条件下部分被脱除,因此可以通过调控氧化石墨烯水溶胶的pH值对具有不同片层大小和官能团的氧化石墨烯进行筛选.研究发现,羧基的存在可提高氧化石墨烯的电化学活性,而且较大的片层也同样有利于电化学活性的提高.另外,氧化石墨烯对H2O2的检测具有较高的活性,因而在生物传感器上具有广阔的应用前景.

关键词: 氧化石墨烯 , pH值 , 表面化学 , 电化学活性

稻壳基介孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

吴明铂 , 李玲燕 , 刘军 , 李杨 , 艾培培 , 吴文婷 , 郑经堂

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(15)60201-3

以量大价廉的稻壳为原料,先后经 NaOH脱硅处理﹑预氧化﹑磷酸活化,在无模板的情况下制备出介孔炭材料.NaOH脱硅处理可有效除去稻壳中的硅并破坏纤维素的晶体结构,脱硅过程中形成的孔隙亦有利于高比表面积和高中孔率介孔炭的制备. 所制介孔炭比表面积和中孔率分别高达2 009 m2·g-1和90. 8%. 其在50 mA·g-1电流密度下的比电容达176 F·g-1 ,即使在1 000 mA·g-1的大电流下,其比电容仍保持在126 F·g-1 ,表现出优异的倍率能力. 所制介孔炭具有良好的循环稳定性,在200·mA g-1电流密度下的比电容高达150 F·g-1 , 1 000次循环无容量衰减. 稻壳基介孔炭在超级电容器领域具有良好的应用前景.

关键词: 稻壳 , 介孔炭 , 碱预处理 , 超级电容器

由CO2作活化剂制活性炭织物的孔结构和吸附性能研究

吴明铂 , 郑经堂 , 陆安慧 , 樊彦贞

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.1999.02.009

以CO2为活化剂,制备 PAN 基活性炭织物.进行了孔结构的表征 (氮吸附)、苯吸附及碘吸附实验.结果表明,用CO2为活化剂所得活性炭织物的比表面比用水蒸汽或KOH等要低,前者产品的孔分布比后者窄.但当使用纯CO2时所得产品的孔分布比用普通CO2时为窄,大孔含量少.

关键词: 活性炭织物 , 孔结构 , 吸附性能

大直径中间相沥青纤维纺制时的剪切速率

查庆芳 , 张玉贞 , 吴明铂 , 郭燕生 , 李兆丰

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.02.003

考察了大直径中间相沥青纤维熔纺过程中中间相沥青在喷丝板微孔区内的流动特性及剪切速率。随熔纺温度及挤出流量的增加，中间相沥青在喷丝板微孔区内的剪切速率相应增加。熔纺时控制了挤出流量和牵伸速率的良好匹配，获得了丝径均匀的大直径中间相沥青炭单丝。两种中间相沥青在剪切速率和由其纺制获得纤维的离散系数方面的差异，归结为常压与加压齐聚反应后中间相沥青在本性上的差异。

关键词: 中间相沥青 , 熔融纺丝 , 剪切速率 , 离散系数

微波法制备电化学电容器用花生壳基活性炭

吴明铂 , 李如春 , 何孝军 , 张和宝 , 隋吴彬 , 谭明慧

新型炭材料 doi:10.1016/S1872_5805(15)60178_0

以花生壳为原料,氢氧化钾为活化剂,采用微波加热制备出活性炭,所制活性炭用于制备电化学电容器用电极材料。通过氮气吸附、恒流充放电及循环伏安对所制活性炭的孔结构及电化学性能进行研究。结果表明,活性炭的比表面积、总孔容、比电容以及能量密度在炭化时间(6_10 min)以及KOH与花生壳的质量比(0.6_2.0)的范围内存在最大值。当KOH/花生壳的质量比为1.0,微波功率为600W,活化时间8min,所制活性炭(AC1_600_8)比表面积达1277m2/g,并且经1000次循环后,其能量密度高达8.38 Wh/kg。因此采用微波加热、KOH活化是一种快速制备电化学电容器用活性炭的低成本方法。

关键词: 花生壳 , 微波加热 , 活性炭 , 电化学电容器

由煤沥青高效制备高性能超级电容器用多孔炭

何孝军 , 李晓静 , 王晓婷 , 赵楠 , 余谟鑫 , 吴明铂

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(14)60150-5

在较低氢氧化钾用量的条件下,采用一步微波辅助KOH活化法由煤沥青成功制备出多孔炭材料。在KOH/沥青质量比为2∶1,采用30 min微波辅助KOH活化所得多孔炭(PC2ˉM)的比表面积达1786 m2/g。在KOH、K2SO4、Na2SO4、Li2SO4水性电解液及四乙基四氟化硼酸铵盐/碳酸丙烯酯有机电解液中,研究了PC2ˉM电极的电化学性能。在6 mol/L KOH水性电解液中,在0.1 A/g的电流密度下,多孔炭电极的比容达267 F/g；在0.5 mol/L K2 SO4中性电解液中,多孔炭电容器的能量密度高达12.0 Wh/kg,对应的功率密度为1318 W/kg。因此,一步微波辅助氢氧化钾活化煤沥青是一种简单、高效且低能耗的制备超级电容器用高性能多孔炭的方法。

关键词: 煤沥青 , 多孔炭 , 微波辅助氢氧化钾活化 , 超级电容器

固体渗硼增强多孔炭的抗氧化性

查庆芳 , 胡兴华 , 郭燕生 , 吴明铂 , 李兆丰 , 张玉贞

新型炭材料

以KOH化学活化法制备的多孔炭为原料,通过固体渗硼(渗剂的质昔分数为10%)而后850 ℃进行5h热处理以增加其抗氧化性能.结果表明:渗硼后多孔炭表面的活性点数世明显减少,有效抑制了氧化性气体与多孔炭的反应,从而提高了多孔炭的抗氧化能力.与多孔炭原料相比,尽管渗硼后微孔、中孔体积和比衷而积降低,但其微反活性仍可达到70%.

关键词: 多孔炭 , 渗硼 , 抗氧化性

FCC油浆芳烃富集前后的反应性

查庆芳 , 郭燕生 , 张玉贞 , 吴明铂 , 杨小军

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.04.009

利用族组成分析和FT-IR、1H-NMR、13C-NMR对比了FCC油浆芳烃富集前后合成苯甲醛(BA)系B阶沥青树脂的反应性.整体FCC油浆饱和分含量高,芳烃取代基长短不一,体系分子组成复杂,均匀性差,空间位阻大;而溶剂萃取的FC C油浆富芳烃馏分中,长直链取代基极少,体系分子组成相对简单,分子均匀性较好,空间位阻小,因而反应性大于整体FCC油浆.溶剂富集芳烃提高了FCC油浆的反应性,并且抽余油又是回炼的优质原料,提供了FCC油浆综合利用的新途径.

关键词: 合成反应 , 沥青树脂 , 油浆利用

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