巢亚军
,
原鲜霞
,
杜娟
,
邓晓燕
,
马紫峰
材料科学与工艺
炭气凝胶是一种新型、轻质、多孔的非晶态纳米材料,具有在纳米尺度可控和剪裁的连续三维网络结构.简单介绍了炭气凝胶的制备工艺,详细综述了炭气凝胶在电化学超级电容器、燃料电池和锂离子电池等电化学能量储存与转换系统中的主要应用研究进展.
关键词:
炭气凝胶
,
电化学能源材料
,
超级电容器
,
燃料电池
,
锂离子电池
吴晓栋
,
崔升
,
王岭
,
邵高峰
,
焦健
,
沈晓冬
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.09.017
气凝胶极高的孔隙率有效降低了材料的固相热传导,孔径主要分布在介孔范围内(2～50 nm),有效抑制了气相传热,而遮光剂的引入可起到很好的反射、吸收和再散射作用,进一步降低气凝胶的辐射热传导,从而使得气凝胶材料具备极低的热导率,是一种优质的高效隔热材料.根据组分的不同,气凝胶主要可分为氧化物气凝胶、炭气凝胶和碳化物气凝胶.氧化物气凝胶材料在高温区(＞1000℃)容易发生晶型转变及颗粒的烧结,其耐温性相对较差,但是其在中高温区(＜1000℃)具备较低的热导率.炭气凝胶材料在真空或惰性氛围下耐温性最高可达3000℃,2000℃下热导率低至o.601 W·m-1·K-1,密度可调,但是该材料在有氧氛围下容易发生烧蚀,这需要通过涂覆某些抗氧化性涂层来加以有效解决.碳化物气凝胶材料目前研究较为匮乏,报道最多的是碳化硅气凝胶,但是也仅限于对该材料的制备与表征,而对于其热学性能方面的研究仍然较少.主要介绍了这三大类耐高温气凝胶隔热材料的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望.
关键词:
隔热材料
,
氧化物气凝胶
,
有机炭气凝胶
,
碳化物气凝胶
计亚军
,
何建平
,
周建华
,
党王娟
,
刘晓磊
,
张传香
,
赵桂网
材料科学与工艺
以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,(R/F)摩尔比为1:2,通过掺杂一定量的硝酸铁或硝酸镍以改善碳气凝胶的结构与性能.用BET,XRD和SEM对碳气凝胶结构进行表征,结果显示样品同传统碳酸钠作为催化剂所得层状形貌结构有明显不同,样品中均含有球状颗粒,且掺杂硝酸铁的样品表面更粗糙,掺杂Ni~(2+) 所得碳气凝胶的比表面积高达441.8 m~2/g.电化学测试结果表明,掺杂Ni~(2+) 样品的比电容数值比掺杂Fe~(3+) 样品的和传统碳酸钠为催化剂所得碳气凝胶的来得更高,可达227.3F/g,其电化学性能较优.
关键词:
碳气凝胶
,
掺杂硝酸铁
,
结构
,
电化学性能
罗大为
,
陈佳明
,
李世伟
,
陈玉奇
,
李志军
,
李雪
人工晶体学报
采用超临界干燥法制备了碳气凝胶( Carbon Aerogels,CA),然后通过简单的化学还原法制备CA/SnSb复合负极材料。采用XRD和SEM等手段对材料的结构及形貌进行了表征,利用恒电流充放电测试了材料的循环性能。研究结果表明,碳气凝胶表现出纳米多孔三维网络结构,当对SnSb合金采用碳气凝胶修饰后,纳米SnSb颗粒包含在碳气凝胶的网络骨架中,呈现出碳气凝胶和纳米SnSb合金颗粒相互交错分布的结构,极大改善了复合材料的团聚性。 CA/SnSb复合负极材料首次放电容量高达1120.2 mAh·g-1,循环50次后放电容量仍达到557.3 mAh· g-1,远高于未经碳气凝胶修饰的SnSb合金。循环性能的改善主要归因于碳气凝胶的引入,不仅极大的改善了复合材料的团聚现象,而且可以缓冲SnSb合金在充放电过程中体积变化。
关键词:
碳气凝胶
,
SnSb
,
循环性能
,
锂离子电池
,
负极
谈娟娟
,
孙超明
,
杨立平
,
陈锋
玻璃钢/复合材料
在传统方法制备碳气凝胶的基础上,以常压干燥代替超临界干燥,成功制备了碳气凝胶CRFs以及碳纤维针刺毡增强型碳气凝胶CF/CRFs,并通过SEM、BET测试方法对两者的内部微观结构进行了表征.制备的CRF具有典型的三维连续网络结构,催化剂含量不同影响了CRF的骨架颗粒和孔径大小.在CF/CRFs内部,碳纤维针刺毡和CRF能达到较好的复合效果,附着在纤维表面的CRF保持了纳米网络结构,但是纤维对CRF内部的骨架颗粒和孔径具有显著的影响,由力学分析得知碳纤维针刺毡的复合使CRF具有较好的抗弯和抗压性能.
关键词:
碳气凝胶
,
碳纤维针刺毡
,
常压干燥
孟庆函
,
刘玲
,
宋怀河
,
张睿
,
凌立成
无机材料学报
炭气凝胶电极的电化学测试表明,炭气凝胶具有性能稳定、充放电效率高、适合于大电流充放电等优良性能.炭气凝胶储电的影响因素主要来自于比表面积、孔容和孔结构分布的综合作用.孔容较大,平均孔径较宽时,储电能力较大,且大孔容对电极材料储电是相当有利的.在高比表面积活性炭中添加不同比例的炭气凝胶,可以提高电极的比电容,炭气凝胶含量为15％时,电极比电容最高.
关键词:
炭气凝胶
,
supercapacitor
,
activated carbon
