宋燕
,
乔文明
,
尹圣昊
,
持田勲
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.01.006
通过采用不同金属催化剂进行乙烯催化裂解制备了具有不同微观结构的纳米炭纤维.利用纳米二氧化硅负载的铁、镍以及铁镍合金催化剂在适当的反应条件下分别制备了管状、实心鱼骨状以及空心鱼骨状的纳米炭纤维.由于金属催化剂与纳米二氧化硅间的强相互作用导致在低反应温度下也能达到高的反应活性,所以能够合成出高收率、小直径而且分布均匀的纳米炭纤维.不同结构的纳米炭纤维归因于金属催化剂的不同分散性以及不同的生长机理.通常利用铁催化剂进行乙烯裂解制备纳米炭纤维需要高于650℃,但是在我们的实验中发现500℃低温下利用纳米二氧化硅负载的铁催化剂进行乙烯裂解就能够合成出管状纳米炭纤维.
关键词:
纳米炭纤维
,
催化剂载体
,
气相化学沉积
,
控制合成
陈勇
,
余煜玺
,
赖德林
,
郭德乾
,
吴晓云
,
杨大祥
高分子材料科学与工程
以聚丙烯腈(PAN)为先驱体,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂配置质量分数10％的PAN溶液进行静电纺丝,输出电压为18 kV,注射流量为3 mL/h,收丝距离为15 cm,得到纳米PAN纤维无纺布,纤维直径为200nm～280nm,所得纤维布柔软有韧性.随后,无纺布经过280℃氧化交联和850℃氮气气氛热解处理,得到质轻柔软的纳米炭纤维无纺布,直径为100nm～200 nm.通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)等手段对纳米PAN和炭纤维布的形貌、成分和结构进行了表征.热重(TGA)分析结果表明,PAN基纳米炭纤维最终收率为51％.
关键词:
静电纺丝
,
聚丙烯腈
,
纳米炭纤维
,
无纺布
郑俊生
,
王喜照
,
符蓉
,
李平
,
杨代军
,
吕洪
,
马建新
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(11)60081-4
利用催化气相化学沉积(Catalytic chemical vapor deposition,CCVD)法在炭纸上原位生长得到CNF/CP复合体,并对这种复合体的物理化学性能和氧气电催化还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)性能进行了研究.结果表明:纳米炭纤维较为均匀地分散在炭纸上,其中纳米炭纤维具有窄的直径分布.所制CNF/CP复合体具有较大的比表面积和独特的中孔结构；相对于炭纸,CNF/CP复合体的端面碳原子和基面碳原子比例较高.另外,CNF/CP还具有较高的ORR反应活性,其ORR为2电子反应过程,原因可以归结于纳米炭纤维独特的微结构.同时,CNF/CP也具有较高的交换电流密度和较正的平衡电压.
关键词:
纳米炭纤维
,
CNF/CP复合体
,
催化化学气相沉积
,
电催化性能
,
氧气还原反应
孔庆强
,
杨芒果
,
陈成猛
,
杨永岗
,
温月芳
,
王茂章
新型炭材料
以氧化石墨为前驱体,采用真空热膨胀还原法获得了功能化的石墨烯材料.以石墨烯为纳米填料,采用静电纺丝法制备了一系列石墨烯改性聚丙烯腈(PAN)纳米复合纤维,经进一步预氧化和炭化得到纳米炭纤维.使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、热重(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)研究了石墨烯对纳米炭纤维的宏观性能与微观结构的影响.结果表明,加入石墨烯后,PAN纳米纤维中分子取向变大,结晶度下降.对氧化、环化和脱氢反应可产生一定的抑制作用,导致预氧化反应程度下降.同时,石墨烯可作为炭化阶段微晶生长的晶核,有利于碳网平面的快速生长.
关键词:
石墨烯
,
静电纺丝
,
聚丙烯腈
,
纳米炭纤维
周静红
,
隋志军
,
李平
,
戴迎春
,
袁渭康
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.04.008
采用动态渗透法研究了不同结构的纳米炭纤维(Carbon nanofibers,CNF)表面润湿性以及在不同溶剂中润湿性的变化和表面改性对其润湿性的影响.结果表明,生长条件如催化剂组成、碳源等对CNF的表面性质有显著影响,并最终决定其在溶剂中的润湿能力.以Fe/γ-Al2O3为催化剂,以C2H4为碳源得到的CNF在水中的润湿性能最差;而以Ni/γ-Al2O3为催化剂,CO为碳源得到的CNF在环己烷中的润湿性能最好.CNF在不同溶剂中的相对接触角测定表明CNF是一种表面非极性较强的材料.设CNF在润湿性能最好的环己烷中的接触角为0°,则CNF在水,丙酮,乙醇中的相对接触角分别为81.6°,45.2°,24.8°.不同的表面改性手段可对CNF的表面性质进行调变以控制其在不同溶剂中的润湿行为.在浓硝酸中液相氧化可提高其对水溶液和环己烷的润湿性能;在氩气中的高温热处理可提高其对水溶液的润湿性能,但降低了对环己烷的润湿能力;而在过氧化氢溶液中的处理则同时降低了对水溶液以及环己烷的润湿能力.
关键词:
纳米炭纤维
,
润湿
,
动态法
,
相对接触角
刘鸿鹏
,
乔文明
,
詹亮
,
凌立成
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(08)60042-6
采用催化化学气相沉积法在微米硅颗粒表面原位生长纳米炭纤维得到纳米炭纤维/硅复合材料.利用SEM,TEM和XRD表征了复合材料的表面形态和微观结构,并考察了其作为锂离子电池负极材料的循环性能.电化学测试表明:与纳米纤维/硅机械混合物相比,原位生长纳米炭纤维/硅复合材料具有更高的可逆容量(1042mAh/g)和更好的循环稳定性.根据SEM和交流阻抗分析结果,分析了纳米炭纤维/硅复合材料在充放电过程中的结构演变机制,其优异的电化学性能主要来源于原位生长纳米炭纤维与硅颗粒之间良好的接触性能.
关键词:
锂离子电池
,
负极材料
,
纳米炭纤维
,
硅
吴强
,
赵立
,
武美霞
,
姚伟峰
新型炭材料
以SiO2 纤维为宏观基体材料,首先采用化学气相沉积法制备纳米炭纤维,然后以纳米炭纤维作模板将纳米多孔Al2 O3 固化在SiO2 纤维上,以此得到Al2 O3-SiO2 纤维复合载体材料,最后采用浸渍法制得V2 O5-K2 SO4/Al2 O3-SiO2 纤维复合催化剂. 考察V2 O5-K2 SO4/Al2 O3-SiO2 纤维复合催化剂对炭黑颗粒氧化反应的催化性能. 结果表明,该类催化剂能明显降低炭黑颗粒的起燃温度,可以有效地降低柴油车尾气中炭黑颗粒的排放,具有潜在的实际应用前景.
关键词:
SiO2纤维
,
纳米炭纤维
,
模板法
,
V2O5-K2SO4系催化剂
,
炭黑颗粒
葛翔
,
吴晓龙
,
王际童
,
龙东辉
,
乔文明
,
凌立成
新型炭材料
以乙烯为碳源、无负载型铜镍( Cu_Ni)合金为催化剂,采用催化化学气相沉积法( CVD),制备出性能优异的纳米炭纤维( CNF)块体,并考察制备条件对CNF块体的形貌、机械性能及比表面积的影响。结果表明,CNF块体的成形主要依赖于催化剂Cu_Ni的组成、生长温度及生长时间等因素。当Cu_Ni质量比为2：8、生长温度为580℃时,经3 h制备的CNF块体,其密度、压缩弹性模量、比表面积分别达到0.28 g/cm3、1.7 KPa和117 m2/g。 CNF生长初始阶段的形貌观察表明,章鱼状粗纤维和细纤维交织成的三维网络结构是块体成形的主要原因。
关键词:
纳米炭纤维
,
Cu_Ni催化剂
,
化学气相沉积
,
机械性能
雷淑梅
,
匡同春
,
成晓玲
,
尹诗衡
,
朱红梅
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.01.013
低碳钢经浓硝酸浸蚀预处理后,调节氧乙炔火焰成碳化焰,预处理过的低碳钢基体表面火焰沉积获得纳米炭纤维涂层.采用扫描电镜、X射线衍射和显微激光拉曼光谱等先进分析手段对其形态和结构进行了表征.研究发现纳米炭纤维相互缠绕弯曲,石墨化程度高,直径为80 nm～100 nm、长度为4 μm～5 μm,形态短而粗.纳米炭纤维相互排列紧密但与基体结合力弱易从低碳钢表面脱落,浓硝酸浸蚀预处理的低碳钢表面在火焰中形成大量氧化铁颗粒,催化纳米炭纤维成核生长.
关键词:
低碳钢
,
纳米炭纤维
,
X射线衍射
,
拉曼光谱
,
氧乙炔火焰
