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摩擦诱导一元醇向无定形碳转变及其减摩特性

华东交通大学学报 2024年第2期41卷 102-108页

作者：张仁辉刘宇航华东交通大学材料科学与工程学院江西南昌330013

【目的】为了探究甲醇、异丙醇在相同载荷、不同转速工况下的润滑性能,重点探究转速对甲醇、异丙醇润滑性能的影响。【方法】利用四球摩擦磨损试验机测定甲醇、异丙醇在98N,400,500r/min和600r/min耦合工况下的摩擦学性能。【结果】摩... 详细信息

【目的】为了探究甲醇、异丙醇在相同载荷、不同转速工况下的润滑性能,重点探究转速对甲醇、异丙醇润滑性能的影响。【方法】利用四球摩擦磨损试验机测定甲醇、异丙醇在98N,400,500r/min和600r/min耦合工况下的摩擦学性能。【结果】摩擦测试实验结果表明:对于甲醇润滑体系,随着转速的增加,磨合期明显缩短,在500r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径,对于异丙醇润滑体系,随着转速的增加,摩擦系数基本保持恒定,磨斑直径随着转速的增加先减小后增加,在500r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径。【结论】甲醇润滑体系的低摩擦磨损性能归因于氧化钨(WO_(2)和WO_(3))、甲醇、摩擦诱导的无定形碳、摩擦对偶四者形成的“微轴承”的作用;而异丙醇润滑体系的优异摩擦学性能主要归因于摩擦诱导形成的具有润滑作用的无定形碳。结合光学显微镜、拉曼光谱、透射电子显微镜等表征方法,对甲醇、异丙醇的润滑机理进行了系统探究,研究结果可为醇基物质在精密设备领域的应用提供参考。

关键词：摩擦诱导无定形碳润滑甲醇异丙醇

铝板水热碳吸附工艺制备APC/Al层状复合材料的显微组织、力学性能和摩擦学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 108-121页

作者：陈奕涵许红雨姜博王晔胡茂良吉泽升哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

采用铝板水热碳吸附工艺(HTCAP)和真空热压烧结工艺(VHPS)制备无定形碳(APC)/Al层状复合材料,研究葡萄糖溶液浓度对其显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,APC在层间分布均匀,并且通过Al的扩散与基体形成良好的界面结合。... 详细信息

采用铝板水热碳吸附工艺(HTCAP)和真空热压烧结工艺(VHPS)制备无定形碳(APC)/Al层状复合材料,研究葡萄糖溶液浓度对其显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,APC在层间分布均匀,并且通过Al的扩散与基体形成良好的界面结合。随着葡萄糖溶液浓度的增加,层间硬度、极限抗拉强度(UTS)和伸长率先增大后减小,而磨损率则呈现相反的趋势,摩擦因数(COF)逐渐减小。当葡萄糖溶液浓度为0.3 mol/L时,伸长率最大,为16.4%,磨损率最小,为0.344×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。粘着磨损是APC/Al层状复合材料的主要磨损机制。耐磨性的提高是由于在磨损表面形成均匀的APC润滑膜。

关键词：铝基层状复合材料无定形碳水热反应界面显微组织摩擦学性能

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硅-石墨化/无定形碳复合负极的制备及性能

电池 2023年第1期53卷 19-23页

作者：许柳燕宋远强李亚利曹加怿常州大学材料科学与工程学院江苏常州213100 浙江清华柔性电子技术研究院浙江嘉兴314001

硅基负极材料因较高的理论容量受到广泛关注,但在Li^(+)嵌脱中,硅的体积变化很大,导致电极结构不稳定,循环性能差。制备硅/碳复合材料可提高循环稳定性和可逆容量。以CO_(2)和CH_(4)为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备碳包覆硅微粒,涂... 详细信息

硅基负极材料因较高的理论容量受到广泛关注,但在Li^(+)嵌脱中,硅的体积变化很大,导致电极结构不稳定,循环性能差。制备硅/碳复合材料可提高循环稳定性和可逆容量。以CO_(2)和CH_(4)为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备碳包覆硅微粒,涂层碳由无定形碳和少层石墨烯(ACG)组成。用于锂离子电池的ACG涂层硅负极具有较高的可逆储锂容量,以0.2 A/g电流在0.01~2.00 V充放电,首次放电比容量为2414 mAh/g,库仑效率为87.49%,第100次循环的放电比容量保持在2010 mAh/g。较好的电化学性能主要归功于ACG复合材料的致密涂层,具有良好的导电性、机械韧性和化学稳定性。微米硅的应用,还可降低生产成本,为工业化生产提供有利条件。

关键词：锂离子电池碳包覆硅负极化学气相沉积无定形碳少层石墨烯

甲烷催化裂解制高浓度氢协同调制无定形碳研究

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甲烷催化裂解制高浓度氢协同调制无定形碳研究

作者：陈宗中南大学

学位级别：硕士

近年来,化石能源紧缺与环境污染问题愈趋严重,为建立清洁、安全、高效的能源体系,大力开发新型能源已成为未来能源发展的必然趋势。氢能作为一种来源广泛、利用形式灵活、能量密度高、零碳排的能源载体,对于满足世界部分能源需求及减少... 详细信息

近年来,化石能源紧缺与环境污染问题愈趋严重,为建立清洁、安全、高效的能源体系,大力开发新型能源已成为未来能源发展的必然趋势。氢能作为一种来源广泛、利用形式灵活、能量密度高、零碳排的能源载体,对于满足世界部分能源需求及减少二氧化碳排放具有积极意义。甲烷催化裂解是一种环保的制氢技术,具有一步产氢及几乎消除COx排放等优势,应用前景广阔,然而,该技术存在催化剂易失活、甲烷低温转化率低及副产物碳与催化剂分离困难等问题。针对上述问题,本文提出了甲烷催化裂解制高浓度氢协同调制无定形碳方案。以Ni/MgAl2-xFexO4作为催化材料,通过调节Ni/MgAl2-xFexO4催化剂的Fe掺杂量达成催化剂晶格畸变的调控,实现甲烷的低温高效转化;以二氧化碳作为气化剂,通过调控副产物碳材料的无定形程度,实现积碳与催化剂的低温分离。首先,本文通过溶胶-凝胶法结合浸渍法制备了一系列Fe掺杂的Ni/MgAl2-xFexO4催化剂(x=0.5-2.0)用于甲烷催化裂解制氢过程。通过表征分析考察Fe掺杂量对催化剂结构与物理特性的影响,通过性能评估考察催化性能的演变规律。结果表明,Fe适量掺杂能够增强催化剂金属-载体相互作用,促进镍颗粒的分散,抑制催化剂烧结团聚。此外,适量掺杂Fe有助于提高催化剂晶格畸变程度,改善晶格氧活性。结合固定床性能测试结果,Fe掺杂量x为1.0时,催化剂Ni/MgAlFeO4(S3)兼具高催化活性与高稳定性,裂解反应持续至40分钟时,H2浓度和CH4转化率分别保持在96.99 vol.%和100%。其次,利用固定床反应器深入地探索了 S3催化剂在不同反应参数及甲烷裂解-碳气化循环中的催化性能,并结合XRD、H2-TPR、TEM等手段对催化剂在循环各个阶段的物理特性进行表征。结果表明,S3催化剂具备较高的催化活性。甲烷裂解阶段,可在700℃实现97.82%的甲烷转化;碳气化阶段,可在800℃实现二氧化碳的快速转化与积碳分离。在20个循环的稳定性测试中,甲烷裂解阶段H2浓度和碳气化阶段CO浓度稳定在较高水平,S3催化剂展示出优越的催化活性与循环稳定性。S3在甲烷裂解-碳气化过程中Ni-Fe合金的形成与拆解促进了颗粒的分散,提高了催化剂的稳定性。此外,物相分析结果也证实了 S3催化剂在20个循环内能够保持物相的基本稳定。最后,通过Raman表征探索碳产物类型及石墨化程度,构建其与催化剂、反应参数间的关联关系。分析结果表明,产物碳的结构与石墨化程度受催化剂中Fe掺杂量、裂解温度与裂解时间的影响。适量Fe掺杂能够通过增大催化剂晶格畸变程度提高晶格氧活性,从而降低沉积碳石墨化程度。过高的Fe掺杂会导致催化剂晶格畸变程度与甲烷裂解性能的降低,从而使得碳产物的石墨化程度增大。此外,相对较低的裂解温度和较短的反应时间有利于制取石墨化程度较低的碳产物。通过上述研究,达成甲烷低温转化与高浓度氢制备,实现副产物碳与催化剂的低温分离,为开发新型、高效、低能耗的甲烷催化裂解制氢技术提供参考依据与理论指导。图38幅,表10个,参考文献107篇

关键词：甲烷裂解 Fe掺杂晶格畸变高浓度氢气无定形碳碳分离

镍基催化甲苯分解过程中无定形碳与石墨型碳生成及转化特性

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太阳能学报 2020年第10期41卷 347-354页

作者：廖广何立模胡松陈小芳任强强向军华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074 华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院武汉430074

采用等体积浸渍法制备Ni/α-Al2O3与Ni-Fe/α-Al2O3,在固定床反应器中进行催化甲苯裂解和重整性能实验,对不同反应阶段的催化剂进行程序升温氧化-质谱联用(TPO-MS)、扫描电子显微镜(SEM)等表征。结果表明:镍基催化剂表面积碳包括无定形... 详细信息

采用等体积浸渍法制备Ni/α-Al2O3与Ni-Fe/α-Al2O3,在固定床反应器中进行催化甲苯裂解和重整性能实验,对不同反应阶段的催化剂进行程序升温氧化-质谱联用(TPO-MS)、扫描电子显微镜(SEM)等表征。结果表明:镍基催化剂表面积碳包括无定形碳和石墨型碳,其中石墨型碳主要为碳纳米管。随着反应的进行,积碳量先显著增大后保持稳定。在反应初期,催化剂表面主要生成无定形碳;反应中部分无定形碳转化生成石墨型碳,后者所占比例逐渐增大。在裂解反应(不添加水)中,Ni/α-Al2O3表面积碳以无定形碳为主,比例达到85%以上;在重整反应中,水的加入可显著促进石墨型碳(碳纳米管)的生成,石墨型碳比例达到30%以上。添加铁助剂改性明显抑制无定形碳的生成,Ni-Fe/α-Al2O3积碳以石墨型碳为主,比例达到70%以上。

关键词：甲苯催化裂解催化重整无定形碳石墨型碳铁助剂

摩擦界面原位摩擦诱导一元醇向无定形碳转变及其减摩耐磨特性

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华东交通大学学报 2023年

作者：张仁辉刘宇航华东交通大学材料科学与工程学院

为了探究甲醇、异丙醇在相同载荷、不同转速工况下的润滑性能，重点探究了转速对甲醇、异丙醇润滑性能的影响。利用四球摩擦磨损试验机测定了甲醇、异丙醇在98N、400r/min、500r/min和600r/min耦合工况下的摩擦学性能。摩擦测试实验结... 详细信息

为了探究甲醇、异丙醇在相同载荷、不同转速工况下的润滑性能，重点探究了转速对甲醇、异丙醇润滑性能的影响。利用四球摩擦磨损试验机测定了甲醇、异丙醇在98N、400r/min、500r/min和600r/min耦合工况下的摩擦学性能。摩擦测试实验结果表明：对于甲醇润滑体系，随着转速的增加，磨合期明显缩短，在500r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径，摩擦体系的低摩擦磨损性能归因于氧化钨(WO2和WO3)、甲醇、摩擦诱导的无定形碳、摩擦对偶四者形成的“微轴承”的作用；对于异丙醇润滑体系，随着转速的增加，摩擦系数基本保持恒定，磨斑直径随着转速的增加先减小后增加，在500r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径，摩擦体系的优异摩擦学性能主要归因于摩擦诱导形成的具有润滑作用的无定形碳。结合光学显微镜、拉曼光谱、透射电子显微镜等表征方法，对甲醇、异丙醇的润滑机理进行了系统探究。研究结果可为醇基物质在精密设备领域的应用提供了参考。

关键词：摩擦诱导无定形碳润滑甲醇异丙醇

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无定形碳与石墨负极安全性能研究

电源技术 2020年第11期44卷 1577-1579,1599页

作者：孔俊丽北京低碳清洁能源研究院北京102211

随着锂离子电池在电子产品、电动汽车、储能等领域的广泛应用,锂离子电池安全事故频发,电极材料的安全性能研究引起了人们的关注。针对贝特瑞石墨818(BTR 818)负极与北京低碳清洁能源研究院无定形碳(NICE AC)负极,讨论材料的结构与储锂... 详细信息

随着锂离子电池在电子产品、电动汽车、储能等领域的广泛应用,锂离子电池安全事故频发,电极材料的安全性能研究引起了人们的关注。针对贝特瑞石墨818(BTR 818)负极与北京低碳清洁能源研究院无定形碳(NICE AC)负极,讨论材料的结构与储锂机理对锂离子扩散系数、电池内阻的影响,进一步分析电池产热和温度的差异,结果表明无定形碳具有优异的动力学,可以有效降低电池的产热与温度,具有更高的安全性。

关键词：无定形碳石墨结构储锂机理安全

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无定形碳的激光等离子体质谱

科学通报 1990年第24期35卷 1867-1868页

作者：黄荣彬庄马展李文莹丁少平郑兰荪厦门大学化学系厦门361005

自Smalley等人发现C_(60)并根据质谱研究,认为它具有足球形的完美空心结构以来,碳原子簇的激光产生与研究已成为化学界一个十分热门的研究课题。我们在自建的脉冲激光离子源飞行时间质谱计上,观察到碳原子簇正负离子的质谱,而且也发现C_... 详细信息

自Smalley等人发现C_(60)并根据质谱研究,认为它具有足球形的完美空心结构以来,碳原子簇的激光产生与研究已成为化学界一个十分热门的研究课题。我们在自建的脉冲激光离子源飞行时间质谱计上,观察到碳原子簇正负离子的质谱,而且也发现C_(60)^+在原子簇正离子中具有突出的信号强度。然而以上研究都以石墨为样品,而石墨本身就具有十分有序的六边形层状结构。因而,由激光作用于石墨产生的碳原子簇,可能主要是石墨的碎片。

关键词：碳原子簇飞行时间质谱无定形碳

煅烧时间对TiO_2/无定形碳复合光催化材料的影响

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武汉理工大学学报 2017年第2期39卷 8-11,16页

作者：邹浩易发成宋绵新王孝强边亮李伟民西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010 西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室绵阳621010

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/无定形碳复合光催化剂,对其进行DSC-TGA、XRD、Raman、TEM、HRTEM、UVVis DRS等表征,考察煅烧时间对光催化剂活性的影响。结果表明:所制备样品均表现为TiO_2的锐钛矿相,且在可见区域都有很强的吸收;随着煅烧... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/无定形碳复合光催化剂,对其进行DSC-TGA、XRD、Raman、TEM、HRTEM、UVVis DRS等表征,考察煅烧时间对光催化剂活性的影响。结果表明:所制备样品均表现为TiO_2的锐钛矿相,且在可见区域都有很强的吸收;随着煅烧时间的增加,样品的粒径和含碳量先增大后减小;碳以无定形态的形式将相邻的结晶TiO_2连接在一起;煅烧时间为4h时,样品的甲基橙去除性能最好,总脱色率可达85.5%,2.6倍于商用P25。

关键词： TiO2 无定形碳复合材料光催化溶胶-凝胶法