检索结果-南通市图书馆

作者：文敏玥安徽理工大学

学位级别：硕士

基于碳材料质量轻、耐腐蚀、介电性能优异、成本低等特点,其已越来越多的在吸波材料、电容器中得到应用。碳基复合吸波材料的制备逐渐向简单低廉、易制备、可调控的目标方向发展。木质素作为自然界中第二大可再生的天然高分子物质,具有... 详细信息

基于碳材料质量轻、耐腐蚀、介电性能优异、成本低等特点,其已越来越多的在吸波材料、电容器中得到应用。碳基复合吸波材料的制备逐渐向简单低廉、易制备、可调控的目标方向发展。木质素作为自然界中第二大可再生的天然高分子物质,具有价格便宜,来源广泛,碳含量高的特点,因此可将木质素作为前驱体制备碳材料。煤也是一种含碳量高且廉价的资源,但其灰分高,碳化所得物质电磁波吸收性能不高,将煤和木质素混合碳化可改善其电磁波吸收性能。因此,本文主要研究内容包括木质素基石墨烯的制备及其电化学性能研究、木质素基碳/聚苯胺复合材料的制备及其电磁波吸收性能研究和煤/木质素衍生功能材料的制备及其电磁波吸收性能研究。通过上述研究得出以下结论:(1)木质素基石墨烯的制备及其电化学性能研究。将硝酸铁、四氢呋喃和木质素混合物搅拌均匀,将其水浴加热预处理得到木质素前驱体,再高温锻烧木质素前驱体后进行除杂处理得到木质素基石墨烯。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱(Raman)等测试手段对样品进行了表征,并测试了其电化学性能。结果表明:高温热解处理木质素可以制备出石墨烯纳米片,其具有部分层片聚集,部分保留层片结构的特点。并且制备的木质素基石墨烯具有良好的比电容和电化学可逆性,可以在电容器中应用。(2)木质素基碳/聚苯胺复合材料的制备及其电磁波吸收性能研究。用原位聚合法合成了聚苯胺,通过加入一定量的木质素和不同量的聚苯胺进行水浴加热预处理得到前驱体,将其在干燥箱内烘干后放入管式炉锻烧制备木质素基碳/聚苯胺复合材料。采用XRD、Raman、FT-IR、HRTEM、扫描电子显微镜(SEM)和网络矢量分析仪(VNA)对复合材料的结构组成、微观形貌和电磁参数进行了详细研究。结果表明:木质素基碳/聚苯胺复合物的介电性能可以通过设计复合材料的物料比进行调整,能同时实现合理的阻抗匹配和能量衰减。木质素基碳/聚苯胺复合材料最佳RL在8.88 GHz时达到-50.96 dB,厚度为3.09 mm,有效吸收带宽为4 GHz。因此,木质素基碳/聚苯胺复合材料有望成为电磁波吸收材料进行应用。(3)煤/木质素衍生功能材料的制备及其电磁波吸收性能研究。将煤、木质素、氢氧化钾和适量的去离子混合并搅拌均匀,烘干成固体放入管式炉进行煅烧制备煤/木质素衍生功能材料。通过FT-IR、SEM和热重分析仪(TG)等手段对合成的产物进行了表征,并测试了其电磁波吸收性能。结果表明:煤/木质素衍生功能材料最佳RL为-51.89 dB,对应的峰强频率为6.24 GHz,厚度d=4.14 mm,有效吸收带宽2.64 GHz(从4.96 GHz至7.6 GHz)。因此,煤/木质素衍生功能材料展现出超强、带宽和轻薄的电磁波吸收性能。图[29]表[6]参[105]

关键词：碳功能材料木质素聚苯胺煤电化学电磁波

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石墨烯的组装和织构调控:碳功能材料的液相制备方法

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科学通报 2014年第33期59卷 3293-3305页

作者：陶莹杨全红天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072 清华大学深圳研究生院深圳市炭功能材料工程实验室深圳518055

石墨烯是sp2杂化碳质材料的基本结构单元,为构筑具有特定结构和功能的碳质材料带来新的契机.通过石墨烯/氧化石墨烯的液相组装和组装体织构的二次调控可以实现新颖碳功能材料的可控制备,这种液相制备方法实现了碳结构单元在溶液相直接... 详细信息

石墨烯是sp2杂化碳质材料的基本结构单元,为构筑具有特定结构和功能的碳质材料带来新的契机.通过石墨烯/氧化石墨烯的液相组装和组装体织构的二次调控可以实现新颖碳功能材料的可控制备,这种液相制备方法实现了碳结构单元在溶液相直接自组装构建固相碳质材料.相比较而言,碳功能材料制备的经典方法,如固相炭化方法侧重于材料宏观尺度的结构和形态调控(如炭纤维),气相沉积方法长于在微观层面实现材料结构控制(如碳纳米管);而这种基于石墨烯自组装的液相制备方法架起了从微观到宏观的桥梁,实现了材料介观织构的精确构建.结合本课题组近年来的研究工作,本文对与石墨烯相关的液相结构组装和组装体织构调控方面的研究进展进行了简要评述和前景展望,并着重介绍了几种新颖的石墨烯基多孔碳功能材料.

关键词：石墨烯/氧化石墨烯结构组装织构调控碳功能材料液相制备高体积能量密度储能

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氧化石墨烯的界面组装——碳功能材料的液相制备方法

氧化石墨烯的界面组装——碳功能材料的液相制备方法

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中国化学会第29届学术年会

作者：陶莹杨全红天津大学化工学院清华大学深圳研究生院炭功能材料工程实验室

已有的碳质材料制备方法中,固相炭化方法长于对材料宏观尺度的形态调控,气相沉积方法则实现材料微观结构调控和碳纳米材料的可控制备。氧化石墨烯的界面组装为碳基材料可控制备提供一个新的路径——溶液相组装制备,这种方法实现了碳功... 详细信息

已有的碳质材料制备方法中,固相炭化方法长于对材料宏观尺度的形态调控,气相沉积方法则实现材料微观结构调控和碳纳米材料的可控制备。氧化石墨烯的界面组装为碳基材料可控制备提供一个新的路径——溶液相组装制备,这种方法实现了碳功能材料在介观尺度的织构精确调控,构建了很多新型碳功能材料。我们课题组对氧化石墨烯的界面组装性质进行了系统研究[1-3],并提出了多种新颖碳功能材料的溶液相制备方法[4-6]。此次报告将分以下几部分进行汇报:氧化石墨烯的表、界面化学和组装行为;碳基材料的溶液相制备方法和织构调控技术;几种新颖碳功能材料及电化学储能特性。

关键词：氧化石墨烯界面组装碳功能材料液相制备方法织构调控

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石墨烯液相组装——碳功能材料制备新策略

石墨烯液相组装——碳功能材料制备新策略

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中国化学会第30届学术年会-第三十九分会：纳米碳材料

作者：吕伟杨全红清华大学深圳研究生院炭功能材料工程实验室深圳石墨烯重点实验室天津大学化工学院

双亲性的氧化石墨烯在气液界面、液液界面、液固界面都可以发生富集、组装,形成二维或三维的碳纳米结构,进而发展为制备碳功能材料的新策略。区别碳材料其他制备方法（固相碳化和气相沉积）,液相组装方法最大的优势就是通过组装体中液... 详细信息

双亲性的氧化石墨烯在气液界面、液液界面、液固界面都可以发生富集、组装,形成二维或三维的碳纳米结构,进而发展为制备碳功能材料的新策略。区别碳材料其他制备方法（固相碳化和气相沉积）,液相组装方法最大的优势就是通过组装体中液相介质的可控脱除,调控碳片层的取向和组织形态,构建独特织构的碳材料。这个报告将讨论液相组装制备碳材料的策略、汇报我们团队在此领域的最新进展,重点就氧化石墨烯界面行为、多级孔道二维碳薄膜"近三相点"脱水制备和高密度多孔碳的"毛细蒸发"构建进行介绍。

关键词：石墨烯液相组装界面现象复合碳功能材料

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锂电池碳基复合电极制备及其电化学性能研究

锂电池碳基复合电极制备及其电化学性能研究

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作者：邱志强华南理工大学

学位级别：硕士

锂电池作为一种电化学储能装置,能实现能量的高效储存和利用,被广泛应用于移动设备、电动汽车和家用电器等耗电设备上。电池集流体及电极的结构对电极的机械强度,电子的传输/收集效率和电池的电化学性能有着不可忽略的影响。为了使锂离... 详细信息

锂电池作为一种电化学储能装置,能实现能量的高效储存和利用,被广泛应用于移动设备、电动汽车和家用电器等耗电设备上。电池集流体及电极的结构对电极的机械强度,电子的传输/收集效率和电池的电化学性能有着不可忽略的影响。为了使锂离子电池和锂硫电池活性材料的储锂特性得到充分发挥,本文拟从集流体和电极的结构设计出发,引入高性能碳功能材料,制备高导电性、结构及化学性能稳定的新型碳基复合电极,并围绕碳基复合电极集流体表面结构和电极整体结构的设计制造、功能化集流体和电极的测试评估以及对电池电化学性能的影响展开了系统研究,主要内容包括:(1)CuO/MCMB分层结构电极制备及CuO纳米花特性研究结合光刻技术、溶液浸泡法和涂布工艺,制备由仿生“蜂窝状”铜集流体、CuO纳米花中间层和MCMB活性层组成的CuO/MCMB分层结构碳基复合电极。通过XRD、XPS、SEM、TEM和电化学性能测试探究电极的形貌、导电性以及揭示分层电极结构对传统MCMB电极性能的影响机理。测试发现CuO/MCMB碳基复合电极的循环比容量、倍率性能和阻抗特性对比于传统的商业化MCMB电极均有明显的提升。(2)CuO@MWCNT三维多孔结构电极制备及性能研究结合电镀工艺、电泳沉积工艺和溶液浸泡法,在泡沫镍基底依次沉积上Cu层、MWCNT层和CuO纳米花,制备CuO纳米花与Cu@MWCNT分层复合集流体一体化的CuO@MWCNT三维多孔结构碳基复合电极,并对其组成成分和微观形貌进行分析。测试表明CuO@MWCNT碳基复合电极在功能化集流体和电极的作用下,展现出稳定的电极结构和优异的电化学性能。(3)“三明治”结构电极制备及性能研究借助分层涂布工艺,在铝箔基底上依次涂布上MWCNT浆料、S/C活性浆料和MWCNT/LiTiO复合浆料,制备锂硫电池“三明治”结构碳基复合电极,并对其机械强度、多硫化锂的吸附性能和电化学性能展开研究。在微裂纹集流体和“三明治”电极结构的耦合作用下,基于该碳基复合电极的锂硫电池的阻抗特性、循环性能和倍率性能均得到有效改善,即使在较高硫载量情况下,锂硫电池也表现出较高的充放电比容量和循环稳定性。

关键词：锂离子电池锂硫电池集流体电极碳功能材料

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熔盐电化学沉积碳材料及其作为锂离子电池负极材料的研究

熔盐电化学沉积碳材料及其作为锂离子电池负极材料的研究

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作者：崔瑛志东北大学

学位级别：硕士

本论文以KCl-LiCl共晶混合熔盐为反应介质,以K2C03为碳源,采用熔盐电化学方法在304不锈钢网基体上沉积碳功能材料,通过对基体氧化及电脱氧预处理工艺增强碳材料与基体的结合能力。利用SEM对经不同氧化、电脱氧预处理条件的不锈钢网基体... 详细信息

本论文以KCl-LiCl共晶混合熔盐为反应介质,以K2C03为碳源,采用熔盐电化学方法在304不锈钢网基体上沉积碳功能材料,通过对基体氧化及电脱氧预处理工艺增强碳材料与基体的结合能力。利用SEM对经不同氧化、电脱氧预处理条件的不锈钢网基体表面,在不同的沉碳时间下所沉积碳材料的表面形貌进行表征。使用***光谱、EDS等检测手段,系统地研究了不同预处理条件及沉碳条件下,电化学沉积碳材料的厚度、物相结构和元素组成的变化;以所制备的沉积碳/不锈钢网复合材料作为锂离子电池的负极,通过循环伏安法、电化学阻抗谱及land电池测试系统,考察了电极材料的电化学性能及电池的容量性能和循环性能等。结果表明熔盐电化学法沉积的碳材料是具有无定形及石墨微晶结构的碳功能材料,且C-C键合以sp2杂化方式为主。由Raman光谱可知沉积碳材料的结构中存在六角碳环,且D峰和G峰的峰位变化说明碳材料存在sp2键角混乱度及sp2束尺寸的变化。SEM分析得到了碳材料颗粒尺寸为1-3μm,碳层厚度为2-3μm。此外,氧化及电脱氧预处理工艺提高了基体与碳材料之间的结合能力,未经氧化和电脱氧预处理的基体不易沉碳。以碳/不锈钢网复合电极为负极的锂离子电池表现出良好的容量性能和循环性能,并具有很高的库仑效率,电池经活化后各循环的库仑效率都在97%以上。经30次充放电后,电极材料的保留容量可达350mAhg-1以上。电池具有非常高的首次放电容量,充放电曲线的充放电平台不明显,但此类型特征曲线有助于剩余容量的检测。以沉积碳作为电池负极,不需要添加任何粘结剂、导电剂。因此,电极的电化学行为不受任何添加剂的影响,其电池行为完全反映的是碳材料本身的电化学特性。

关键词：熔盐电化学碳功能材料负极材料锂离子电池

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