含中孔和微孔的多孔炭的孔结构表征

采用低温氮气吸附法表征了由硬模板法制备的含微孔和无序中孔、由软模板法制备的含微孔和贯通中孔的偏氯乙烯聚合物(PVDC)基多孔炭的孔隙结构,计算了比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数。结果表明:氮气吸附法分析结果与电子显微镜结果一致,碳化物含一定量的微孔和中孔,含中孔和微孔多孔炭的比表面积小于PVDC直接碳化得到的微孔炭,但孔容远大于PVDC基微孔炭;使用NLDFT模型计算得到硬模板制备的多孔炭比表面积为1 669m2/g,孔容为2.07cm3/g,中孔孔径约18nm,与电镜观察结果相同。由软模板法制备的多孔炭比表面积为1 267m2/g,中孔孔径25nm,小于观察到的实际孔径,这可能由于吸附点在大孔部分较少而影响了拟合精度所致。     

介孔炭材料的孔径控制及其对染料的吸附性能研究

介孔炭是吸附材料中孔利用率较高的一种材料,其结构不同对污染物的吸附能力也不相同.该文通过改变模板剂与碳源质量比的方法制备出不同孔径分布的介孔炭材料,从而实现污染物的高效去除.同时研究了合成材料对罗丹明B、亚甲基蓝和活性艳红等目标污染物的染料溶液的吸附性能.实验采用挥发自组装的方法合成介孔炭材料,采用扫描电子显微镜以及氮气吸—脱附实验对介孔材料进行了分析,并通过控制溶液的p H、温度以及反应时间研究合成介孔炭材料对目标污染物的吸附影响.结果表明,介孔炭材料具有有序介孔结构,孔径在1.286~3.008 nm范围内可调控,并且孔径分布最均匀的介孔炭对不同的染料的饱和吸附量在15.55~24.83 mg/g之间变化,不同孔径分布的介孔炭对相同的染料的饱和吸附量在8.75~24.83 mg/g之间变化,合成材料表现出了较好的选择吸附能力.     

有序介孔材料TiPOx合成条件的探索

运用模板法并结合酸碱对理论来合成多孔材料TiPOx，并时不同条件下所得到的TiPOx材料分别用广角X射线衍射、低角X射线衍射和N2吸脱附等实验进行了表征。实验结果表明：煅烧时间和煅烧气氛等因素对多孔材料的孔结构影响不大，它们并没有改变孔的类型和孔的有序性，影响孔结构的主要因素是煅烧温度，当煅烧温度达到600℃高温时，材料的孔洞发生坍塌，孔的有序性变差。     

两种方法合成LiMn2O4锂电池电极材料比较研究

采用直接法和PMMA模板法分别成功制备出两种尖晶石型LiMn2O4纳米电极材料.ESEM分析显示直接法获得材料呈无孔结构,而模板法呈多孔结构,相同条件下多孔材料具有较高的比表面,预测是一种性能优异的锂离子电极材料.XRD分析显示,两种方法获得的锂锰氧化物均为尖晶石型LiMn2O4材料,为锂离子电池正极材料合成提供基础.     

S掺杂多孔炭材料的合成及其在超级电容器中的应用

开发了一种选择性去除原位产物,在造孔同时利用反应物中的杂原子实现对碳掺杂的方法,制备了S掺杂多孔炭材料.该材料具有粒子尺寸小、介孔/大孔比例合适、导电性和表面极性大、法拉第反应活性位点多等特点,因此具备在0.5 A·g~(-1)电流密度下具有443 F·g~(-1)高的比容量,以及在20 A·g~(-1)电流密度下和比容量为284 F·g~(-1)时的良好倍率性能.     

表面活性剂模板法制备中孔材料的合成过程及其影响因素

介绍了M41S中孔分子筛材料的合成过程以及表面活性剂模板法合成中孔分子筛的影响因素,总的来说,它的合成与反应原料、模板剂、合成温度、酸碱度、模板剂与SO2前体摩尔浓度之比的选择有密切关系.     

介孔炭材料对亚甲基兰的吸附特性研究

研究介孔炭材料对亚甲基兰的吸附特性,采用紫外分光光度法分别考察了不同时间、温度、浓度、pH时介孔炭材料对亚甲基兰吸附特性的影响．结果表明,亚甲基兰溶液浓度为5mg／L,温度为25℃,吸附时间为8h,pH值在9h吸附效率最高．介孔炭材料对亚甲基兰的吸附符合二级吸附动力学方程,且吸附等温线符合Freundlich式．     

氟氮掺杂的有序介孔碳材料合成实验研究

采用硬模板法,使用价格低廉的间苯二酚作为炭前驱体,采用氟化铵作为氟氮来源,合成氟氮掺杂的有序介孔碳(F-N-OMC)。在1 000℃时制备的氟氮掺杂的有序介孔碳材料中,大量的氟氮原子(F原子数分数为0.35%,N为2.25%)均匀注入到高表面积的石墨化碳基体(671.3cm~2/g)和有序介孔通道内(6.2nm)。碳骨架内的氟氮原子的合成效果可以显著地极化相邻碳原子,并推动由缺陷引发的氧还原反应活性部位的形成。这将有助于氧还原反应性能的提高,因此氟氮掺杂的介孔碳材料有望成为高效的氧还原反应催化剂。     

Zeolites模板法制备氮掺杂多孔碳材料及其CO_2吸附性能

以吡咯为碳源和氮源,分子筛为模板剂,通过模板法制备了氮掺杂多孔碳材料(NPCs),研究了碳源与模板剂质量比对NPCs的孔隙结构、氮元素含量及其对CO_2吸附性能的影响。采用全自动气体吸附仪、扫描电镜、透射电镜及X光射线电子能谱分析仪对NPCs的孔隙结构、形貌及元素组成进行了表征,并在常温常压下采用静态吸附法对CO_2吸附性能进行了测试。结果表明:当碳源与模板剂质量配比为0.5时,所制备NPCs的比表面积为660 m~2/g,平均孔径为536 nm,总孔容为0.883 cm~3/g,微孔孔容达0.130 cm~3/g,微孔包含的超微孔所占比例更大,对CO_2有最高吸附量84.26 mg/g(298 K,0.1 MPa)。     

Al2O3纳米多孔粉体的制备及表征

以异丙醇铝为原料,经过水解、酸解胶、煅烧等过程制得纳米多孔氧化铝,用XRD、SEM、TG／DTA和BET等分析测试技术对产品进行了表征．结果表明,在不使用模板剂的情况下,能够成功制备比表面积较大（124cm^2／g）、孔分布（10～50nm）较集中的纳米多孔氧化铝粉体．     

碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺复合膜电极的电化学制备

在含有0.2 mol.L-1苯胺的0.5mol.L-1H2SO4溶液中,采用循环伏安法(CV),以扫描速度50mv.s-1,扫描电位为-0.1～0.9V,在碳纳米管/纳米TiO2(CNT/nanoTiO2)膜电极上实现了苯胺的电化学聚合,并通过扫描电镜对膜层的微观形貌进行观察,发现这种在纳米基体上聚合得到的聚苯胺膜呈疏松、多孔的纳米纤维网状结构,不同于在金属基体上聚合得到的颗粒状聚苯胺膜.     

电化学双层电容器中碳纳米管电极的化学法处理

Multi-walled carbon nanombes with homogeneous diameters （40 - 60 nm）, produced by chemical vapor deposition of hydrocarbon gas, are purified by nitric acids. Infrared and Raman studies indicate that oxygen containing surface groups, which are predominately carboxylic, phenolic and lactonic groups, are introduced into purified carbon nanotubes. Then three kinds of block-form porous tablets of carbon nanotubes are fabricated as electrodes in electrochemical double-layer capacitors. Using mounded mixture comprising carbon nanotubes and binder powders provides these tablets. Comparison of the effect of different processing on the structural performance of the capacitors is specifically investigated. Using chemically treated electrodes, electrochemical double-layer capacitors with a specific capacitance of about 33 F/g are obtained with 38 wt % H2SO4 as the electrolyte.     

Nitrate Removal from Drinking Water with Sodium Citrate as Sole Carbon Source

Nitrateremovalfromdrinkingwaterisoneofthemainproblemsinwaterresearch. Severalnitrateremovalmethodssuchasionexchange, reverseosmosis, electrodialysis, distillation, chemicalreductionandbio denitrificationhavebeenemployedwithdifferentratesofefficiency[1, 2]. Bio denitrificationhasbeenprovedtobeoneofthemostfeasible, advanced,selectiveandcosteffectiveprocessesforremovingnitratebydissimilationreduction[3], whichtransformsnitrateintonitrogengas[4]. Thisprocesshasbeenappliedtonitrogenremovalofwas…     

土壤碳储量及其碳固定研究

土壤碳库是陆地生态系统中最大且周转时间最慢的碳库,全球碳储量的最低值为719Pg,最高值为2 946Pg,中国土壤总有机碳库最高值接近180Pg。在对现有资料整理的基础上,着重讨论了土壤碳储量及其估计方法,包括森林类型法、土壤类型法、生命带类型法、模型法和遥感影像法等,分析了影响农业土壤固碳主要有气候因素、土壤理化性质因素和农业耕作措施等因素,指出农田土壤的碳固定将成为今后研究的热点,研究土壤与大气、植被碳库之间的碳交换过程,成为我们下一步工作的重点。     

膨胀石墨对二氧化碳的吸附研究

采用常压吸附法研究了膨胀石墨吸附剂在二氧化碳/氮气体系中对二氧化碳的动态吸附性能,比较了其吸附量、穿透曲线和吸附性能的差异.研究了膨胀石墨的比表面积,孔径分布等因素对其二氧化碳吸附性能的影响.结果表明:膨胀体积越大的膨胀石墨,其对二氧化碳的吸附能力越强,最高可达190 mg/g以上.其吸附量随温度升高而呈现下降趋势,但在30℃时吸附量仍达到90 mg/g以上.     

Hydrogen Bonding-Assisted Synthesis of Silica/Oxidized Mesocarbon Microbeads Encapsulated in Amorphous Carbon as Stable Anode for Optimized/Enhanced Lithium Storage

The practical application of silica-based composites as an alternative to commercial graphite anode materials is hampered by their large volumetric expansion,poor conductivity,and low Coulombic efficiency.In this work,a novel silica/oxidized mesocarbon microbead/amorphous carbon(SiO_2/O'MCMB/C) hierarchical structure in which SiO_2 is sandwiched between spherical graphite and amorphous carbon shell was succes sfully fabricated through hydrogen bonding-assisted self-assembly and post-carbon coating method.The obtained three-layer hierarchical structure effectively accommodates the volumetric expansion of SiO_2 and significantly enhances the electronic conductivity of composite materials.Moreover,the outer layer of amorphous carbon effectively increases the diffusion rate of lithium ions and promotes the formation of stable SEI film.As a result,the SiO_2/O'MCMB/C composite exhibits superior electrochemical performance with a reversible capacity of 459.5 mA h/g in the first cycle,and the corresponding Coulombic efficiency is 62.8%.After 300 cycles,the capacity climbs to around 600 mA h/g.This synthetic route provides an efficient method for preparing SiO_2 supported on graphite with excellent electrochemical performance,which is likely to promote its commercial applications.     

低碳交通:寻求城市主干道横断面的低碳设计

时下,低碳已成为政府和学者共同关心的热点,低碳交通亦成为一种必然趋势.其中,设计低碳排放的城市主干道横断面显得尤为必要.本文通过交通排碳量及道路绿化固碳量计算,综合比较两者之间的关系,并结合各绿化树种的固碳能力,通过定量分析,试图探寻一种低碳排放的城市主干道横断面的设计方式,以期推动低碳城市与低碳经济的发展,为发展城市低碳交通提供有益的尝试和借鉴.     

碳掺杂量对C-Ce-TiO2光催化活性的影响

以钛酸丁酯、四丁基氢氧化铵、硝酸铈为原料,采用溶胶一凝胶法合成C—Ce—TiO2光催化剂,经XRD、UV—Vis—DRS表征,在9W日光灯照射下光催化降解农药。结果表明：随着碳掺杂量的增加,微晶粒径减小、禁带能隙降低、对农药的光催化活性增大。     

硬度测量法测定退火碳钢含碳量的实验

为反映退火碳钢含碳量的客观数值,弥补传统金相观察法存在主观估计偏差缺陷和需要制作金相试样的过程周折,实验中采用简易的硬度测量法对退火碳钢的硬度进行测量,并对测量数据进行相关性分析,得到退火碳钢含碳量与硬度线性相关的特性.利用最小二乘法拟合,得到硬度与含碳量的线性回归方程,并以此实现对未知退火碳钢的估计.通过金相组织观察及杠杆定律法对未知碳钢含碳量进行估计,结果与硬度测量法测定的含碳量基本一致.与金相图谱比对再次验证实验结果.硬度测量法可以实现对未知退火碳钢更客观、更准确的估计,并节省了制作金相试样的时间和成本.     

气体流量对碳纳米管制备的影响

采用等离子体增强化学气相沉积技术,以C2H2、H2和N2为反应气体,制备出碳纳米管薄膜．利用扫描电镜和拉曼光谱仪对其进行表征．结果表明：气体流量大小对碳纳米管薄膜的生长起着重要作用,获得定向性良好、分布均匀、密度适中的碳纳米管的合适比例是C2H2：H2：N2=30：30：10（seem）．