窄带隙Ti2O3复合多级碳基底材料的光热转换性能

将窄带隙的Ti2O3负载在由生长碳纳米线阵列的碳毡制成的多级碳基底上制得新型光热转换材料(Ti2O3@CA/CF),考虑了亲水性、电解沉积电位、Ti2O3负载量等因素,为材料的制备提出了最佳的方法。然后用扫描电子显微镜、紫外可见光谱和电化学活性比表面积对样品的物化性质进行了表征,并对制得的Ti2O3碳基底材料的光热性能进行了实验测试。结果表明,Ti2O3@CA/CF具有高达71.9%的光热转换效率以及较高的蒸发率和对各种水体和光强的适应性。     

矿物药自然铜光热纳米材料制备及光热性能研究综合性实验设计

本文结合矿物药炮制研究特色和光热纳米材料研究热点,设计了“矿物药自然铜光热纳米材料制备及光热性能研究”综合性实验。该实验以矿物药自然铜为原料,通过火煅醋淬制备炮制品,再通过球磨磁选方法制备纳米光热材料。该实验过程涉及纳米材料制备、光热性能测试、矿物药炮制与加工、表征与测试、数据处理等多方面知识,有利于学生深化所学理论知识、培养创新思维,并综合运用所学知识进行科学研究。     

稻壳制备生物质碳对水中六价铬的吸附特性研究

研究了稻壳制备生物质碳对水中六价铬的吸附特性.探讨了稻壳生物质炭粒径、投加量、溶液pH值、铬（Ⅵ）初始浓度、反应温度和吸附时间对去除效率的影响.结果表明在20mL 0.20mg/L铬（Ⅵ）溶液中,稻壳生物质炭投加量为0.10g、温度为40℃、pH为2、反应时间60min时,稻壳生物质炭对水中六价铬的吸附容量最高,可达8.90mg/g.稻壳生物质炭对铬（Ⅵ）的吸附符合Freundlich吸附等温式,该吸附过程符合二级动力学方程.     

碳基固体氧化物燃料电池阳极材料的研究

文章介绍了碳基固体氧化物燃料电池阳极材料的主要分类和各自的优缺点以及阳极材料的发展趋势。为解决传统固体氧化物燃料电池（SOFC）在中低温下运行带来的诸多材料和技术方面的问题提供了有益的启示。     

聚苯乙烯微球模板法石墨烯类多孔碳材料的制备及电催化性能

以乳液聚合法制备的聚苯乙烯微球为模板合成了聚苯胺/聚苯乙烯微球,以改进Hummer’s法制备的氧化石墨烯和六水合氯化镍(NiCl₂·6H₂O)制备含镍离子的氧化石墨烯;将聚苯胺/聚苯乙烯微球与含镍离子的氧化石墨烯均匀混合后,经高温碳化制备出氮掺杂三维多孔碳材料。以此材料为电极测试了硝基苯酚和葡萄糖的电催化性能,结果显示,两种物质的检出限均为10^-7 mol·L^-1。表明此电极材料可以用于对硝基苯酚和葡萄糖痕量分析。     

小龙虾壳助力制备高性能电极材料

中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系朱锡锋教授研究团队提出了"废弃生物质制备高性能超级电容器电极材料"的新方法。据介绍,这项成果基于生物模板-碱活化的方法,以小龙虾壳为辅助材料,从重质生物油中成功合成了具有超高比表面积、高孔容和适宜氧原子含量的分层多孔碳。     

碳基柔性正极制备的综合性实验研究

通过一步水热法将MnO2纳米颗粒生长在碳布上,得到可用于锌离子电池正极的柔性电极材料,并将所得电极材料用于组装柔性锌锰电池进行性能测试.改变MnO2的沉积速率和碳布的预处理方式,探究所得样品的形貌和性能变化.结果表明,采用酸浸的方式处理碳布和MnO2沉积速率为15 r/min时,得到的碳布-MnO2柔性正极材料性能优异...     

多孔碳的表面改性及电化学储能研究

以孔径为80 nm的大孔有序碳材料（C80）为基体,采用98％ HNO3浸泡氧化改性,研究酸化对多孔碳成分、结构与电化学性能的影响.结果表明：经98％ HNO3氧化改性,多孔碳的孔壁发生膨化,比表面积减小,表面含氮、氧官能团含量增加,进而导致其电化学性能也大幅度地提高;在1 mol/LH2 SO4电解液中,酸化后多孔碳的比电容可达177.6 F/g（电流密度为0.1A/g）,与同一电流密度下的C80相比,比电容提高了50F/g;而以6 mol/L KOH做电解液,比电容提高了36.85 F/g.     

具有蝶翅微纳结构的Au-CuS复合功能材料近红外光热转换性能研究

以裳凤蝶前翅(T_FW)为模板,通过化学合成方法制备了具有三维减反射准周期性微纳结构的金属/半导体(Au-CuS_T_FW)功能材料以研究其近红外光热转换性能。通过XRD检测了复合材料的表面成分组成;通过超景深光学显微镜和扫描电子显微镜观察了原始蝶翅以及复合功能材料的表面形貌以及横截面;通过透射电子显微镜的低分辨、高分辨以及选取电子衍射观察了复合材料的表面形貌、晶面间距。通过设计实验,得到该复合材料、金蝶翅(Au_T_FW)、CuS蝶翅(CuS_T_FW)以及性能优异的太阳光吸收材料BlueTec eta plus_Cu的光热转换效率,并对它们进行了对比,发现该复合材料具有更优异的近红外光热转换性能。     

多孔碳/Ni纳米颗粒复合材料的合成及吸附性能研究

以NaCl为模板,采用冷冻干燥法制备了多孔碳/Ni纳米颗粒复合材料.将其应用于吸附处理水中有机污染物刚果红,系统研究了污染物浓度、吸附时间及温度对吸附行为的影响.动力学模型及吸附等温线拟合结果表明,吸附行为符合伪二级动力学及朗缪尔等温模型,说明吸附过程为单层吸附.热力学结果表明该吸附过程为自发的物理化学吸附.拟合结果显示多孔碳/Ni纳米颗粒复合材料在313 K温度下最大吸附量达到217.17 mg·g-1,表明其对刚果红具有良好的吸附性能.     

碳包覆球形石墨负极材料的合成

采用浸渍-蒸发-热解炭化的方法制备了不同系列碳源包覆的碳包覆球形石墨电池负极材料。利用XRD和SEM分析技术研究了碳源种类和碳包覆量对碳包覆球形石墨材料结构的影响。结果表明:采用葡萄糖、沥青和酚醛树脂做碳源能够制备出具有碳核-壳结构的碳包覆球形石墨材料;随碳源加入量增加,碳包覆球形石墨材料的碳壳增加;酚醛树脂做碳源能够制备出具有光滑致密的碳核-壳结构的碳包覆球形石墨电池负极材料。     

二氧化碳的实验室制法

教学目标 （1）知识目标：通过分析氧气、氢气的实验室制法,使学生了解在实验室里制取气体的方法和设计思路。掌握实验室制取二氧化碳的原理和装置。     

碳纳米点的制备及其非线性光限幅性能研究

以肝素钠为碳源,通过水热合成法制备碳纳米点（CNDs）,对所制得的CNDs形貌、组成及线性光学性能进行系统研究。结果表明,CNDs粒径均一,且表面富含羧基和羟基等官能团;在270 nm处有明显的紫外吸收峰。CNDs具有与激发波长相关的荧光特性,发射峰随激发波长增大的而红移。采用开孔Z-扫描法探索CNDs的非线性光学效应,结果表明,CNDs具有与能量相关的从饱和吸收向反饱和吸收转变的特性,其非线性吸收系数β和饱和能量IS分别为1.4×10^-11m/W和8×10¹⁰W/m²。     

利用造纸厂废水污泥制备活性炭

以造纸废水处理厂污泥为主要原料,采用化学活化法制备活性炭,考查了活化剂的浓度、活化温度、活化时间、固液比等方面对污泥吸附性能的影响.结果表明:在氯化锌溶液为40%、活化温度为600℃、活化时间为15 min、固液比为1∶3的最佳条件下制备的污泥活性炭碘值达到320 mg·g-1,而加入10%的茶梗添加剂制备的活性炭碘值可达503 mg·g-1,因此引入添加剂可以改善污泥活性炭的吸附性能.利用该污泥活性炭处理含苯酚废水,具有较好的处理效果,因此加强开发并推广污泥制备活性炭新技术,实现废水污泥的资源化利用,成为处理剩余污泥的一种有效途径.     

一步法合成介孔碳材料实验探讨

采用廉价的环境友好的工业化生产的阳离子烷基糖苷作为模板剂,在弱碱性条件下水解正硅酸乙酯得到二氧化硅/模板剂的复合材料,利用烷基糖苷表面活性剂的高含碳量,通过原位催化碳化二氧化硅/模板剂的复合材料,在去除二氧化硅无机孔壁后得到一种具有狭窄孔径分布的介孔碳材料。实验结果表明,制备介孔碳材料的最佳反应条件为:二氧化硅/模板剂复合材料、浓硫酸、水的质量比为1∶0.07∶5,氮气保护800℃焙烧2h。该合成方法简单,易操作,合成成本低,所合成的介孔碳材料具有蠕虫状结构并对有机染料碱性品红具有较好的吸附性能。     

新型混凝土材料的组成及发展前景

简要论述了新型混凝土(高性能混凝土、活性微粉混凝土、低强混凝土、轻质混凝土、钢纤维混凝土、自密实混凝土、智能混凝土等)及混凝土增强材料(非金属配筋、新型预应力钢棒等)的材料组成,以及新型混凝土近年来在工程中的应用与发展.     

酚醛树脂基球形活性炭的制备及其吸附性能的初步研究

以酚醛树脂为原料,采用水蒸汽活化法制备酚醛树脂基球形活性炭.讨论了不同的预氧化、炭化、活化条件下对所制得的活性炭碘、苯吸附值的影响.结果表明,在炭化升温速率为2℃/min,炭化温度为800℃;活化温度为800℃,活化时间为1h,水蒸汽流量为0.4mL.min-1的条件下,可制得比表面积为726 m2.g-1,活化后碘值、苯值及强度分别为806mg/g、234mg/g、9.85N/粒的酚醛树脂基球形活性炭.     

活性炭/二氧化锰复合材料的制备及性能研究

采用水热法,以果壳活性炭为载体,制备活性炭（AC）/二氧化锰（MnO2）纳米线复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、比表面及孔径分析仪、同步热分析仪（TG）以及紫外可见吸收光谱（UV/Vis）对所得材料的组成、形貌和结构进行表征,并对其光催化性能进行研究。结果表明:采用水热法可实现活性炭与MnO2的有效复合。在复合材料中,MnO2纳米线多以无定形态的形式存在且尺寸均一,将活性炭有效胶结在一起,从而使得活性炭比表面积和孔隙率降低,但其孔径大小保持不变。光催化实验结果表明,AC/MnO2复合材料对于有机染料具有明显、高效的降解效果,对亚甲基蓝的降解主要是吸附和光催化两者协同效应的结果。该结果拓展了活性炭在光催化领域的应用。     

棕榈基活性碳纤维的制备与孔结构表征

为高值化利用棕榈纤维,以磷酸为活化剂,在不同磷酸浓度和活化时间条件下制备棕榈基活性碳纤维(activated carbon fiber,ACFs)。通过扫描电镜、氮气吸附-脱附、压汞法对其孔结构进行表征。结果表明:随着活化剂磷酸浓度的增加、活化时间的延长,棕榈纤维表面形成局部塌陷,引起组织结构破坏,产率降低;增加活化剂磷酸浓度,生成的ACFs中孔含量减少,但有利于微孔的产生;延长活化时间有助于提高ACFs中孔孔隙的形成和比表面积的增加,但会影响微孔含量。因此,棕榈纤维可成为制备活性碳纤维的众多原料之一。