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空气氧化稳定化对沥青基硬炭材料的结构和储钠性能的影响

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新型炭材料 2021年第6期36卷 1073-1080页

作者：郭宏毅李姚谕王春雷贺磊李晨郭永强周颖大连理工大学化工学院碳素材料研究室辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024

以石油沥青为原料,通过空气氧化稳定化及炭化方法成功制备出钠离子电池用硬炭负极材料。研究了不同氧化稳定化温度下样品组成、结构的变化,及其对炭化样品形貌、结构和储钠性能的影响。结果表明,空气氧化处理可以引入大量的含氧官能团,... 详细信息

以石油沥青为原料,通过空气氧化稳定化及炭化方法成功制备出钠离子电池用硬炭负极材料。研究了不同氧化稳定化温度下样品组成、结构的变化,及其对炭化样品形貌、结构和储钠性能的影响。结果表明,空气氧化处理可以引入大量的含氧官能团,诱导脱氢缩合和氧化交联反应的发生,使石油沥青发生由热塑性向热固性的转化。空气氧化稳定化处理有效地阻碍了沥青在高温炭化中固有的石墨化倾向,使碳层堆叠变得无序、同时产生更多的缺陷位。电化学测试结果表明,在100 mA g^(−1)的电流密度下,与直接炭化样品PDC-1400相比,350℃氧化稳定化、1400℃炭化的硬炭样品o-PDC-350-1400的比容量提升约1.8倍(达到276.8 mAh g^(−1));首效提高22%(达到73.38%)。样品o-PDC-350-1400循环200圈后,充电比容量达170.2 mAh g^(−1),具有良好的循环稳定性。

关键词：石油沥青氧化稳定化硬炭钠离子电池

前驱体分子结构对聚糠醇基碳膜微结构及气体分离性能的影响

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高等学校化学学报 2007年第6期28卷 1143-1146页

作者：王秀月王同华宋成文曲新春大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室碳素材料研究室大连116012

分别以草酸(OA)和碘(I)两种催化剂合成聚糠醇(PFA)前驱体制备气体分离碳膜.采用TG,FTIR和XRD对其微结构进行研究,并通过纯组分气体的渗透实验对碳膜的分离性能进行了探讨.研究结果表明,在热解过程中,两种结构的聚糠醇都是通过脱氧、重... 详细信息

分别以草酸(OA)和碘(I)两种催化剂合成聚糠醇(PFA)前驱体制备气体分离碳膜.采用TG,FTIR和XRD对其微结构进行研究,并通过纯组分气体的渗透实验对碳膜的分离性能进行了探讨.研究结果表明,在热解过程中,两种结构的聚糠醇都是通过脱氧、重排、环化、芳构化等热分解和热缩聚反应逐渐转化为无定形的乱层碳结构,但热分解反应过程明显不同,所形成碳膜微结构的差异也很大.草酸催化剂制备的聚糠醇碳膜的微晶Lc值比碘催化剂制备碳膜的大,而d(002)和La值则比后者的小,表明草酸催化剂制备的聚糠醇碳膜碳微晶片层数多、排列规则、结构缺陷和孔隙均小于碘催化剂制备的聚糠醇碳膜,而且其气体分离选择性较高、渗透通量较小,表明聚糠醇的分子结构对所制备碳膜的微结构及气体分离性能有很大影响.

关键词：聚糠醇碳膜分子结构气体分离

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空腔型纳米炭的制备与应用

高等学校化学学报 2023年第1期44卷 137-162页

作者：王思佳侯璐李成龙李文翠陆安慧大连理工大学化工学院大连116024

空腔型纳米炭具有低密度、高表面积/体积比、较大的内部空间及可调的炭壳厚度和孔隙结构等特性,在新材料和新能源等相关领域展现出巨大的应用潜力,成为目前多孔炭材料研究的重要分支.本文讨论了空腔型纳米炭的制备方法及其形貌结构的调... 详细信息

空腔型纳米炭具有低密度、高表面积/体积比、较大的内部空间及可调的炭壳厚度和孔隙结构等特性,在新材料和新能源等相关领域展现出巨大的应用潜力,成为目前多孔炭材料研究的重要分支.本文讨论了空腔型纳米炭的制备方法及其形貌结构的调控思路,分析了不同方法的优缺点;综合评述了其在能源存储、催化转化、吸附分离和生物医药领域的应用进展,并对现存问题及发展趋势进行了总结与展望.

关键词：纳米炭空腔制备方法应用

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钠离子电池负极用高性能沥青基富硫炭材料

新型炭材料 2020年第4期35卷 420-427页

作者：贺磊孙钰仁王春雷郭宏毅郭永强李晨周颖大连理工大学化工学院炭素材料研究室辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024

以中温煤沥青为碳源,升华硫为硫源,经低温和高温两步热处理,成功制备了具有较高硫含量的硫掺杂沥青基炭材料。探究了炭化温度对材料组成、结构及电化学性能的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,材料中硫含量明显减少;硫流失的同时,带... 详细信息

以中温煤沥青为碳源,升华硫为硫源,经低温和高温两步热处理,成功制备了具有较高硫含量的硫掺杂沥青基炭材料。探究了炭化温度对材料组成、结构及电化学性能的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,材料中硫含量明显减少;硫流失的同时,带来炭结构的变化,材料的比表面积和层间距逐渐增大。其中800℃炭化的材料(SC-800)硫含量达到20.19 wt.%,层间距为0.368 nm,在0.1 A/g的电流密度下,储钠首次可逆容量高达482.8 mAh/g;在0.5 A/g和5 A/g的电流密度下,循环500圈和1000圈后,仍然保持245.9和103.7 mAh/g的比容量。SC-800优异的电化学性能归因于高硫含量、较大的层间距和合适的孔道结构。

关键词：沥青硫掺杂炭材料钠离子电池负极炭

含羧/酯基有机分子对氧化铝微粒形态调控作用研究

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高等学校化学学报 2002年第3期23卷 345-348页

作者：宁桂玲常玉芬刘延来滕飞林源大连理工大学化工学院大连116012

研究了液相法制备纳米微粒过程中 ,某些含羧 /酯基有机分子 (乙酸、乙酰乙酸乙酯、聚酰胺羧酸盐等 )分别在水相和有机相中对氧化铝纳米微粒形态的调控作用 ,通过选择该类有机物的种类和用量 ,制备了不同粒径范围的球形和不同长径比的纤... 详细信息

研究了液相法制备纳米微粒过程中 ,某些含羧 /酯基有机分子 (乙酸、乙酰乙酸乙酯、聚酰胺羧酸盐等 )分别在水相和有机相中对氧化铝纳米微粒形态的调控作用 ,通过选择该类有机物的种类和用量 ,制备了不同粒径范围的球形和不同长径比的纤维状 Al2 O3纳米粒子。

关键词：氧化铝形态控制纳米粒子液相法制备羧基酯基有机分子水相有机相合成纳米材料

CNT表面修饰对Pt/CNT在邻氯硝基苯加氢反应中催化性能的影响

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催化学报 2009年第10期30卷 1029-1034页

作者：贾永涛王闯梁长海邱介山大连理工大学化工学院炭素材料研究室辽宁大连116012 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116012

用乙二醇还原法制备了碳纳米管(CNT)负载的铂催化剂(Pt/CNT),考察了CNT化学修饰与物理修饰对催化剂的影响.CNT化学修饰采用H2SO4-HNO3氧化法,物理修饰采用十二烷基硫酸钠(SDS)吸附法.用X射线衍射、透射电子显微镜、电感耦合等离子发射... 详细信息

用乙二醇还原法制备了碳纳米管(CNT)负载的铂催化剂(Pt/CNT),考察了CNT化学修饰与物理修饰对催化剂的影响.CNT化学修饰采用H2SO4-HNO3氧化法,物理修饰采用十二烷基硫酸钠(SDS)吸附法.用X射线衍射、透射电子显微镜、电感耦合等离子发射光谱、H2程序升温脱附、傅里叶变换红外光谱和元素分析对Pt/CNT催化剂进行了表征,并以邻氯硝基苯选择加氢为探针反应考察了Pt/CNT的催化性能.结果表明,化学修饰与物理修饰都能在CNT表面引入一定数量的活性位,有助于促进Pt异相成核,提高Pt的分散性,进而提高催化剂的活性.SDS在一定浓度下可形成特定结构的胶束,导致形成特定形貌的Pt纳米粒子.

关键词：碳纳米管铂表面修饰邻氯硝基苯选择加氢邻氯苯胺

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PDMS低温热解制备有机/无机膜的研究

无机材料学报 2014年第2期29卷 137-142页

作者：郁蕉竹李琳金鑫丁玲华王同华大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室炭素材料研究室大连116024

以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为前驱体聚合物，采用浸渍法在支撑体上涂覆制备PDMS支撑膜，将其在惰性气氛下350～480℃低温热解，制备有机／无机膜。考察了制膜工艺条件对膜气体分离性能的影响：并借助于TG和FT-IR测试手段探讨了PDMS的热... 详细信息

以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为前驱体聚合物，采用浸渍法在支撑体上涂覆制备PDMS支撑膜，将其在惰性气氛下350～480℃低温热解，制备有机／无机膜。考察了制膜工艺条件对膜气体分离性能的影响：并借助于TG和FT-IR测试手段探讨了PDMS的热解过程及化学结构的变化；采用SEM对有机／无机膜的微观形貌进行表征。研究表明，采用低温热解法可以成功制备出气体分离性能良好的有机／无机膜。该膜既保留了有机膜的柔韧性，又具有无机膜的热稳定性好的优点，并表现出良好的气体渗透性能和选择性。PDMS制膜液的浓度、浸渍次数、复合膜的热解温度及基体孔径和性质等因素对有机／无机膜的气体分离性能以及膜层结构有较大的影响。在最佳工艺条件下制备的有机／无机膜其02渗透通量为21．2GPU（1GPU=7．501×10-12m3（STP）／（m2．S·Pa）），O2／N2分离系数为2．28。

关键词：低温热解聚二甲基硅氧烷有机无机膜气体分离

二维 B、N 掺杂炭片的电化学氧化及其赝电容性能

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新型炭材料 2021年第6期36卷 1109-1117页

作者：胡友仁董晓玲侯璐庄洪坤李文翠大连理工大学化工学院辽宁大连116024

在炭基电极材料中引入氧化还原赝电容是提升其比电容的有效手段,有望解决炭基超级电容器低能量密度的瓶颈。本文通过原位电化学氧化,在B、N掺杂二维纳米炭片电极上引入电化学活性含氧官能团,以显著提升炭基电极的赝电容,并研究了B、N掺... 详细信息

在炭基电极材料中引入氧化还原赝电容是提升其比电容的有效手段,有望解决炭基超级电容器低能量密度的瓶颈。本文通过原位电化学氧化,在B、N掺杂二维纳米炭片电极上引入电化学活性含氧官能团,以显著提升炭基电极的赝电容,并研究了B、N掺杂炭在不同氧化工艺下的表面组成和电容性能变化。结果表明,B、N掺杂可以提升氧化电极的电子传输和电荷转移,有效促进电化学氧化效果,提高电极的赝电容。此外,相比于恒压氧化工艺,循环伏安氧化方法可以有效提升炭电极的氧化深度和总氧含量,并且也有利于选择性地生成以电化学活性的醌基为主的含氧官能团。制备的氧化电极在1 A·g^(−1)电流密度下显示出601.5 F·g^(−1)的高比电容,并在20 A·g^(−1)下仍保持74.8%,显示出良好的倍率性能。此外,氧化电极还表现出优异的循环稳定性,在5 A·g^(−1)下8000次循环后保持了初始电容的92.6%。

关键词：杂原子掺杂电化学氧化炭基电极含氧官能团超级电容器

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常压干燥制备炭气凝胶及其电化学行为的研究

新型炭材料 2005年第3期20卷 217-222页

作者：李文翠胡浩权朱玉东朱盛维大连理工大学化工学院辽宁大连116012

以甲酚为原料,添加适量的间苯二酚,在氢氧化钠催化作用下与甲醛聚合,经溶胶凝胶、溶剂置换、常压干燥和900℃炭化过程可制备纳米多孔材料炭气凝胶。N2吸附测试表明所制备炭气凝胶BET比表面积高于500m2/g,在8 nm^20 nm范围具有集中的孔... 详细信息

以甲酚为原料,添加适量的间苯二酚,在氢氧化钠催化作用下与甲醛聚合,经溶胶凝胶、溶剂置换、常压干燥和900℃炭化过程可制备纳米多孔材料炭气凝胶。N2吸附测试表明所制备炭气凝胶BET比表面积高于500m2/g,在8 nm^20 nm范围具有集中的孔径分布,适合于做双电层电容器的电极材料。采用电化学阻抗谱测试电极的电化学行为,结果显示炭气凝胶电极在1mol/L的H2SO4电解液中的体积比电容接近70 F/cm3,质量比电容最高达97 F/g。

关键词：炭气凝胶双电层电容器电化学阻抗谱