张振兴
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杜鸿达
,
李佳
,
干林
,
郑心纬
,
李宝华
,
康飞宇
新型炭材料
均苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚溶解在N,N-二甲基乙酰胺中,室温下聚合为聚酰胺酸。以聚酰胺酸溶液作为前驱体,在20 kV电压下静电纺丝,然后进行350℃热亚胺化处理可得到定向排列的聚酰亚胺纳米纤维,再于900℃炭化、3000℃石墨化,得到均匀连续、定向排列的聚酰亚胺基炭纳米纤维,纤维直径约100 nm。结果表明,聚酰胺酸质量分数为20%的溶液电纺性能最佳,3000℃石墨化处理后的炭纳米纤维具有典型的石墨结构。
关键词:
炭纳米纤维
,
静电纺丝
,
定向排列
易静
,
袁观明
,
李轩科
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杜鸿达
,
董志军
,
李保六
,
林剑峰
新型炭材料
将大直径中间相沥青基石墨化纤维定向排列后与ABS(丙烯腈_苯乙烯_丁二烯共聚物)树脂通过热压成型，制备出单向炭纤维ABS树脂基复合材料。借助X射线衍射、扫描电子显微镜和偏光显微镜等手段对炭纤维及其树脂基复合材料的晶体结构、形貌和光学织构进行表征，并研究纤维石墨化温度及体积分数对其复合材料导热性能的影响。结果表明，复合材料沿炭纤维轴向和径向显示出差异；复合材料沿纤维轴向的室温热扩散系数随纤维石墨化温度和体积分数的增加而增大。
关键词:
中间相沥青基炭纤维
,
ABS树脂
,
热导率
,
复合材料
康飞宇
,
贺艳兵
,
李宝华
,
杜鸿达
新型炭材料
通过评述炭材料在能量储存和转化领域的研究和发展现状,如:炭材料是燃料电池重要的催化剂载体、双极板和气体扩散层材料,也是太阳能电池构建碳-硅PN结、全碳PN结以及透明导电膜的核心材料,锂离子电池和超级电容器的关键电极材料.另外,炭材料在气体存储、蓄能蓄热、核能、风能等领域也具有重要的应用.认为:炭材料形态结构多样性及其所具有的诸多优异物理和化学特性,是其在能量储存和转化领域中广泛应用的根本.提出:炭材料必须向纳米化、有序化、复合化方向发展,实现功能炭材料的可控制备、纳米结构调控、复合材料的优化设计与制备对能量转化和存储器件升级,炭材料必将获得更加广阔的发展和应用空间.
关键词:
炭材料
,
能量储存
,
能量转化
李宝华
,
王冠
,
翟登云
,
杜鸿达
,
康飞宇
新型炭材料
以中间相沥青(Mesophase pitch,MP)为前驱体、KOH作为活化剂,分别采用直接活化法、预炭化活化法制备出活性炭(Activated carbons,ACs).采用N2吸附法对所制ACs的比表面积、孔径分布进行分析.将所制ACs应用于电化学电容器电极材料,进行恒流充放电、循环伏安电化学分析.结果表明:电极的电化学性能不仅受活性炭比表面积、孔结构的影响,也与活性炭的微观形貌有关.其中预炭化活化法ACs颗粒具有片层结构,更有利于炭电极与电解液的浸润,提高微孔比表面积对比电容的贡献.
关键词:
中间相沥青
,
直接活化
,
预炭化活化
,
活性炭
,
孔结构
,
微观形貌
杜鸿达
,
李宝华
,
干林
,
吴鹏
,
康飞宇
,
曾毓群
新型炭材料
采用乙二醇还原法制备了以炭气凝胶(CA)为载体的PtRu纳米颗粒催化剂.透射电镜(TEM)观察得知:PtRu的粒径为3nm左右,且在载体CA表面均匀分散.循环伏安和恒电位测试表明:催化剂的甲醇氧化启动电位和载体的孔结构没有明显依赖关系.以平均孔径较大的炭气凝胶为载体制备的催化剂拥有较高的甲醇氧化催化活性.可以认为催化剂活性的差异主要是由其不同的传质性能决定的.甲醇在较大的孔中扩散比较快,更容易到达PtRu颗粒的表面,从而提高了贵金属Pt的利用效率.
关键词:
炭气凝胶
,
甲醇氧化
,
催化剂
,
燃料电池
,
液相扩散
张丽芳
,
魏伟
,
吕伟
,
邵姣婧
,
杜鸿达
,
杨全红
新型炭材料
石墨烯基宏观体材料是由石墨烯片层组装构建而成的宏观形态的新型碳质材料,不仅保持了石墨烯片层良好的物理化学性质,同时具有可调控的微纳织构和宏观形态.笔者综述了石墨烯基宏观体的不同宏观形态和构建方法,并着重对自组装方法进行了详细介绍；讨论了石墨烯基宏观体的物化性质,并着重对其在能源储存和转化、催化、生物医学等方面的潜在应用进行了展望；最后对石墨烯基宏观体研究中的挑战以及实际应用前景进行了评述,指出不同维度组装、构建宏观体结构和相关材料是石墨烯走向实际应用的有效手段.
关键词:
石墨烯
,
石墨烯基宏观体
,
自组装
,
性质
,
储能
吴喜明
,
杜鸿达
,
汤皎宁
,
苏轶坤
稀有金属材料与工程
采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线催化剂,并进行了热处理.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试对热处理前后Pt纳米线催化剂的晶体结构、形貌和电催化性能进行了表征,并与商业碳载铂(Pt/C)做对比.SEM照片表明制备了表面粗糙的Pt纳米线.循环伏安法(CV)和计时电流曲线表明,Pt纳米线较Pt/C催化活性高,退火后Pt纳米线更利于甲醇氧化,且稳定性更好.旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现,未经热处理的Pt纳米线催化剂氧还原反应(ORR)极化曲线的半波电势相对Pt/C有正移,有更大的极限扩散电流,利于氧还原反应的发生.
关键词:
AAO模板
,
铂纳米线
,
甲醇氧化
,
氧还原反应
干林
,
杜鸿达
,
李宝华
,
康飞宇
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(09)60015-9
通过乙二醇还原,在Vulcan XC-72 炭黑上负载了三种具有不同平均粒径(1.7 nm,3.0 nm和5.0 nm)的Pt催化剂.利用透射电子显微镜,研究了载体炭黑表面的微孔与Pt催化剂之间的几何相互作用.结果表明:尺寸较小的Pt颗粒(平均粒径为1.7 nm)通常被包含在载体表面的微孔中,表现为被一薄碳层所覆盖并嵌入炭黑基体.而尺寸较大的Pt颗粒(平均粒径为3.0 nm和5.0 nm)则不存在这种现象,往往显示出裸露的清洁表面.这种与载体表面微孔的不同相互作用引起了Pt颗粒在电化学活性比表面上的反常尺寸效应,进而影响了其催化甲醇氧化的质量比活性.
关键词:
催化剂
,
甲醇氧化
,
尺寸效应
,
金属-载体相互作用
,
透射电子显微镜
周绍鑫
,
祝渊
,
杜鸿达
,
李宝华
,
康飞宇
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(12)60015-8
以天然鳞片石墨为原料,PVB为黏结剂,PEG和DBP混合物为增塑剂,通过流延工艺在室温下制备了定向排列的石墨/聚合物片层复合材料.系统分析了不同黏结剂用量和流延刀口高度下复合片层材料的定向排列状况,并探讨了定向排列程度对其热导率的影响.XRD和SEM的结果表明,石墨/聚合物复合片层材料显示了不同程度的定向排列.热导率测试结果表明,片层复合材料的热导率随着定向排列程度的提高而增大.通过优化黏结剂的用量和流延刀口高度制备了具有较高热导率的片层复合材料,其热导率最高可达490 W/(m·K).
关键词:
天然鳞片石墨
,
流延法
,
定向排列
,
热导率
