王妹先
,
王成扬
,
陈明鸣
,
王艳素
,
时志强
,
杜嬛
,
李同起
,
胡子君
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(09)60034-2
以一种各向同性沥青为原料,通过不同恒温时间制备了具有不同软化点的两种中间相沥青,而后直接用KOH活化获得活性炭.考察了中间相沥青软化点对所得活性炭结构的影响,研究了以所制活性炭为电极材料的双电层电容器的性能.结果表明:两种中间相沥青的软化点分别为280℃和330℃,所得活性炭的比表面积分别为1337m2·g-1和1300m2·g-1.以两种活性炭为电极材料的双电层电容器在放电电流密度为50mA/g时的比容量分别为190.8F·g-1和255.6F·g-1.循环伏安测试表明:较低软化点中间相沥青制备的活性炭电极材料具有较好的矩形形状.
关键词:
电容器
,
活性炭
,
中间相沥青
,
电化学性能
丁翰洋
,
王成扬
,
陈明鸣
,
郑嘉明
新型炭材料
为考察中间相的形成和生长机理,将一种煤沥青制备的中间相炭微球添加到另一种沥青中进行二次热缩聚,结果发现中间相炭微球可以进行二次生长.二次热缩聚中间相炭微球的产率、粒径分布、表面和断面的形貌表明添加的中间相炭微球对于沥青热缩聚过程的物理作用更为主要；二次热缩聚过程包含了添加的中间相炭微球的二次生长过程和原料沥青独立成核生长两个相互竞争的过程,中间相炭微球的添加量对这两个过程有着重要的影响；中间相炭微球的生长是基本构筑单元不断进入相界面的构筑过程.
关键词:
中间相炭微球
,
二次生长
,
生长机理
平丽娜
,
王成扬
,
陈明鸣
,
郑嘉明
材料导报
以石墨化中间相炭微球(MCMB)为前驱体,采用氧化、微膨胀法制备了微膨胀石墨电极材料(e-MCMB)；采用X射线衍射仪和扫描电镜表征样品的外貌、结构,并采用恒电流充放电测试和循环伏安法研究了微膨胀石墨电极在LiPF6有机电解液体系中的电化学行为.结果表明,微膨胀石墨材料有良好的球形形状,晶体参数La10、Lc和平均堆积碳层数与MCMB相比显著减小；平均层间距d(002)大于石墨材料,在0.411～0.418nm范围；首次充电在4.5～4.8V间存在明显的“电化学活化”现象,储能行为不同于传统石墨材料；在2.5～4.8V电压区间,放电比电容量达143.7F/g;将微膨胀石墨正极材料与石墨负极材料匹配,预计能得到高能量密度的锂离子电容器.
关键词:
石墨
,
微膨胀石墨
,
电极材料
,
电化学活化
,
锂离子有机系电解液
朱由余
,
陈明鸣
,
杨斌
,
王成扬
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.10.009
以高软化点煤沥青和热塑性酚醛树脂为主要原料,机械混合均匀后,采用悬浮法制备沥青/树脂基复合球形活性炭.使用扫描电子显微镜(SEM)、N2物理吸脱附仪、颗粒强度测定仪,对复合球的表面形貌、孔道结构和机械强度进行表征.实验结果表明:树脂的加入不仅能够拓宽球形活性炭的孔径分布,而且能够有效地提高球形活性炭的机械强度.树脂含量为30％的球形活性炭BET表面积为1049 m2/g,总孔容为0.62 cm3/g,平均孔径为8.8nm,同时机械强度达6.2N.通过苯的静态吸脱附测试研究了沥青树脂基球形活性炭的吸附性能,结果表明:复合球形活性炭基本上保持了沥青基球形活性炭的快速吸脱附性能,树脂的加入并没有明显延长复合球形活性炭对苯的吸脱附时间.
关键词:
煤沥青
,
酚醛树脂
,
孔道结构
,
机械强度
杜思红
,
付晓亭
,
王成扬
,
乔志军
,
陈明鸣
材料导报
以马铃薯淀粉为原料,采用磷酸氢二铵进行稳定化处理,然后通过炭化制得了淀粉基炭微球.采用SEM、TEM、XRD和N2吸附实验对所制得的炭微球的形貌和结构进行了表征.研究表明,实验所制备的炭微球成功地保持了原料淀粉的天然球形形貌,其碳质结构具有典型的无定形结构特点,但在其无序结构周围存在着一些炭微晶.炭微球的BET比表面积为554 m2/g,总孔容为0.26 cm3/g.同时,通过FT-IR对磷酸氢二铵的稳定化机理进行初步的分析,结果表明,磷酸氢二铵对淀粉的化学脱水反应具有较好的催化作用,有利于淀粉在稳定化、炭化过程中保持原有球形颗粒结构.
关键词:
磷酸氢二铵
,
马铃薯淀粉
,
稳定化机理
,
炭微球
王九洲
,
王立群
,
陈明鸣
,
王成扬
,
张翠
,
何琲
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(15)60180-9
经混酸HNO3/H2 SO4氧化后,煅前针状焦( GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH用量下,所得纳米多孔炭的孔结构不同,主要是由于两种中间体在表面性质和微结构方面的差异所致。以6 mol/L KOH为电解液,从水可分散中间体制得的多孔炭GNC-A10-3在40 A/g下的质量比容量为248 F/g,且倍率性能优异,C40/0.05为76%；而同样为3倍碱炭比时从水不可分散中间体制备的多孔炭GNC-R10-3在体积比电容上的电化学表现优于GNC-A10-3。
关键词:
超级电容器
,
水可分散中间体
,
表面性质
,
多孔结构
,
倍率特性
杜嬛
,
王成扬
,
陈明鸣
,
焦旸
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01193
研究了以纳米Fe3O4和活性炭(AC)为电极材料的超级电容器. 以FeSO4·7H2O和氨水为原料, 采用微波法制备出平均粒径为36nm的Fe3O4纳米粒子. 组装了以6mol/L KOH溶液为电解液的Fe3O4/KOH/Fe3O4、AC/KOH/AC、Fe3O4/KOH/AC三种类型的模拟电容器. 用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗法对电容器进行了电化学性能测试. 结果发现, 混合电容器的工作电压可达到1.2V. 电流密度为0.5mA/cm2时, 正/负极质量比为1.5的Fe3O4/KOH/AC电容器的能量密度达到9.25Wh/kg, 与AC/KOH/AC电容器相比, 能量密度提高了53.4%.
关键词:
纳米Fe3O4
,
activated carbon
,
hybrid supercapacitor
,
pseudocapacitance
,
energy density
赵朔
,
王成扬
,
陈明鸣
,
时志强
,
刘娜
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(09)60044-5
以马铃薯淀粉为原料,通过空气中210 ℃稳定化、氮气中600 ℃炭化,制备了马铃薯淀粉基炭微球.其中,稳定化处理是制备过程中的关键步骤.利用热失重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和差热扫描量热法(DSC),对其稳定化机理进行了研究;并利用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了表征.结果表明:当稳定化时间足够长时(如12 h),所制备的马铃薯淀粉基炭微球能够保持原淀粉的颗粒形态.这是由于在稳定化过程中,马铃薯淀粉中所含结晶水的失去导致了淀粉内微晶结构的破坏,使淀粉颗粒在进一步的炭化过程中不再发生微晶的熔融过程.
关键词:
马铃薯淀粉
,
炭微球
,
稳定化机理
时志强
,
赵朔
,
陈明鸣
,
王妹先
,
王成扬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00799
以不同温度炭化的石油焦为原料、KOH为活化剂制备电化学电容器用炭电极材料. 采用XRD、TEM和N2吸附法对前驱体及活化产物的结构进行了表征, 并考察了样品的电化学性能. 结果表明: 通过调整前驱体的预炭化温度, 可实现对石油焦基活性炭的微晶结构和孔结构的调控, 分别制得无晶体特性的高比表面积活性炭和由大量类石墨微晶构成的低比表面积活性炭. 低表面积活性炭依靠充电过程中电解质离子嵌入类石墨微晶层间而实现能量存储, 具有比高比面积活性炭高10倍的面积比电容和更大的体积比电容.
关键词:
电化学电容器
,
graphite-like crystallite
,
electrochemical activation
,
specific capacitance
邸婧
,
王成扬
,
陈明鸣
,
朱斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00573
采用一种钐掺杂的氧化铈(SDC)-碳酸盐复合物作为低温固体氧化物燃料电池(LTSOFC)的电解质. 利用交流阻抗测试400～700℃不同气氛下的导电性能: 电解质的电导率在大约500℃发生突变, 表明传导机理发生改变; 500℃以上电导率随碳酸盐组分增加而增大; 还原性气氛下的电导率高于氧化性气氛下的电导率. 以不同碳酸盐含量的电解质材料制备阳极支撑型单电池, 运行中发现, 在阴极和阳极侧均有水产生, 说明同时存在氧离子和质子传导. 电流-电压特性和功率特性显示, 所有复合物电解质均有优于纯SDC电解质的电池性能, 其中碳酸盐含量为20wt%时性能最好, 500℃开路电压为1.00V, 最大功率密度达415mW·cm-2.
关键词:
钐掺杂的氧化铈(SDC)
,
carbonate
,
electrolyte
,
low temperature solid oxide fuel cells
,
conductivity
