景磊
,
赵东林
,
刘辉
,
孙杰
,
谢卫刚
,
迟伟东
,
沈曾民
功能材料
以中间相沥青为前驱体,经自挥发发泡法、KOH活化法制备的中间相沥青基活性泡沫炭作为超级电容器电极材料.采用扫描电镜、X射线衍射和低温(77K)N2吸附法对中间相沥青基活性泡沫炭的表面形貌和微观结构进行表征.中间相沥青基活性泡沫炭的比表面积为2700m2/g,总孔孔容为1.487cm3/g.通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试,考察了中间相沥青基活性泡沫炭作为超级电容器电极材料的电化学性能.在电流密度为0.02A/g时,中间相沥青基活性泡沫炭的比容量为240.48F/g,能量密度为33.4Wh/kg;在电流密度为5A/g时,比容量为166.68F/g,具有良好的电化学特性.
关键词:
超级电容器
,
中间相沥青基活性泡沫炭
,
电化学性能
田艳红
,
常维璞
,
沈曾民
,
田明
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.1999.01.014
采用溶液浸渍对炭纤维(CF)进行了硼改性处理,并在2500℃下进行石墨化热处理.研究了硼化物溶液浓度及活化剂对炭纤维力学性能的影响,通过扫描电镜观察炭纤维断面的微观结构形态.实验结果表明,CF硼处理后可以明显提高纤维的模量,适当控制硼化物溶液浓度,可以同时提高强度.
关键词:
炭纤维
,
渗硼
,
力学性能
景磊
,
赵东林
,
孙杰
,
高云雷
,
谢卫刚
,
沈曾民
功能材料
采用原位聚合法,以过硫酸铵为氧化剂,在比表面积为2945cm2/g的中间相沥青基活性炭微球（AMCMB）表面引发苯胺聚合,制备中间相沥青基活性炭微球/聚苯胺复合材料（AMCMB/PANI）。利用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换-红外光谱分析,考察其微观结构和表面形貌;通过恒流充放电、循环伏安及交流阻抗测试,研究其在6mol/LKOH溶液中的电化学性能。在电流密度为0.02A/g时,AMCMB/PANI电极的比容量为387.72F/g,与AMCMB电极的比容量相比,提高了57.46%,说明少量聚苯胺的加入可以显著地提高电极材料的比容量;当电流密度增大1000倍时,AMCMB/PANI电极的比容量为157.68F/g,表现出好的大电流充放电能力。
关键词:
超级电容器
,
中间相沥青基活性炭微球
,
聚苯胺
,
原位聚合
,
电化学性能
卢振明
,
赵东林
,
刘云芳
,
沈曾民
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.06.003
以苯为碳源、二茂铁为催化剂在竖式炉中用流动法制备出外径为40～80nm,内径20～40nm,长度50～500μm的碳纳米管;并在1800,2500,2800,2900℃温度下分别对其进行高温石墨化处理.X射线衍射(XRD)分析结果显示,随着温度的增加,碳纳米管的微晶层间距减小,片层结构趋向规整,同时石墨微晶沿a轴和c轴长大,有效改善了碳纳米管的微观结构.碳纳米管里层的乱层结构石墨化所需能量由热能提供,整个过程包括非碳原子的排除、多核芳环平面组织结构化、微晶重排、微晶合并与长大;外层的无定型碳主要靠铁的催化作用实现石墨化.
关键词:
碳纳米管
,
石墨化
,
XRD
刘云芳
,
迟伟东
,
刘博
,
沈曾民
材料热处理学报
采用催化裂解法制备出炭球,将其分别在2300℃和2800℃进行石墨化处理,用TEM和XRD对微观结构和晶体结构进行了研究.结果表明:未石墨化处理的炭球具有较圆整的球形结构,晶体结构不规整.当氢气流量为3000ml/min和4000ml/min时,获得具有洋葱结构的炭球.球体散布着直径在几个纳米～30nm的铁金属颗粒.经过石墨化处理,炭球的球形结构转变为多面体结构,铁颗粒被除去.2800℃石墨化处理使炭球的石墨层间距降低,石墨化度提高,晶体结构变得非常规整.
关键词:
炭球
,
石墨化
,
结构
,
XRD
左向春
,
迟伟东
,
沈曾民
,
刘辉
,
于建民
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.03.010
采用不同方法将多壁碳纳米管(MWNTs)混合于中间相沥青中,利用氮压式单孔纺丝机进行纺丝,经预氧化、碳化后制得了纳米炭复合纤维,对比研究了混合方式对纳米炭复合纤维的结构和性能的影响.研究结果表明,MWNTs的加入最终改变了纤维的微观结构,尤其经浓酸处理后显著提高了纳米炭复合纤维的力学性能.
关键词:
碳纳米管
,
碳纤维
,
力学性能
刘云芳
,
沈曾民
,
横川清志
,
马宝海
,
于建民
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.03.007
采用KOH对催化裂解法制备的碳纳米管进行活化处理,以提高碳纳米管的比表面积,并调整孔结构.研究了活化温度和碱用量对活化碳纳米管的收率、比表面积、晶体结构、微观形貌和孔结构的影响.实验结果表明,通过KOH活化能有效地提高碳纳米管的比表面积,调整孔隙结构.随活化温度升高,活化碳纳米管的收率逐渐降低,比表面积和孔容则逐渐提高.通过活化,碳纳米管的内孔得到释放,有大量的微孔、中孔结构形成.增大碱用量时,收率降低,而比表面积和微孔孔容增加,在比值为7∶1时比表面积达到最大值.通过研究发现,制备高比表面积碳纳米管的优化工艺条件为:KOH/CNTs的质量比为7∶1,活化温度为900℃.此条件下所得碳纳米管的比表面积为360.1m2/g,比未活化碳纳米管的比表面积(24.5m2/g) 提高了14倍.
关键词:
碳纳米管
,
活化
,
比表面积
,
微观结构
石岳
,
刘辉
,
迟伟东
,
沈曾民
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.05.007
首先以八水氧氯化锆为原料合成了含锆液相先驱体,利用TG、XRD等研究了含锆液相先驱体的分解过程和产物;然后以含锆液相先驱体为浸渍剂对初始密度分别为1.0、1.2、1.4和1.6 g·cm-3的纯C-C复合材料进行浸渍处理,研究了锆掺杂C-C复合材料的密度和ZrO2含量变化以及锆在复合材料中的存在形式及分布状态,同时研究了锆掺杂C-C复合材料的抗氧化性能.结果表明:液相先驱体于1 000、1 600 ℃处理后完全转化为纳米的ZrO2和ZrC粒子,其中m-ZrO2、t-ZrO2、ZrC的晶粒尺寸分别为32、19、28 nm;纳米ZrO2均匀分布于C-C复合材料的表面、基体中与碳纤维表面;在生成ZrC的过程中,纳米ZrO2不仅与C-C复合材料中的基体碳相互作用,还和增强体碳纤维相互作用,使其表面产生缺陷和孔洞而降低了部分纤维的增强作用;但相比于纯C-C复合材料,锆掺杂C-C复合材料的抗氧化性能明显提高.
关键词:
C-C
,
复合材料
,
液相先驱体
,
真空浸渍法
,
纳米氧化锆
,
纳米碳化锆
,
抗氧化性
沈曾民
,
戈敏
,
迟伟东
,
刘辉
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.03.001
以合成中间相萘沥青为原料,采用加压发泡法制备孔径均匀的初生炭泡沫体,经700℃～1000℃和2300℃～2800℃热处理制备出炭化和石墨化炭泡沫体;以700℃炭化处理所得的炭泡沫体作为芯材制成夹芯复合材料.研究了原料性能、发泡以及热处理工艺参数对炭泡沫微观结构和力学性能的影响,考察了炭泡沫体夹芯复合材料的微波吸收性能.结果表明:发泡过程中保持均匀的温度场是制备孔径均匀的炭泡沫体的关键因素,压力是影响孔结构的主要因素.炭泡沫体的微晶结构、力学性能以及微波吸收性能沿xy和xz面方向(分别表示垂直和平行于重力方向)具有各向异性.
关键词:
中间相沥青
,
炭泡沫体
,
微观结构
,
力学性能
,
微波吸收
