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中间相沥青基泡沫炭的制备与结构表征

无机材料学报 2005年第6期20卷 1438-1444页

作者：李同起王成扬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

将石油系中间相沥青利用限定尺寸法发泡后获得了泡沫炭,泡沫炭再经氧化、炭化和石墨化处理获得了具有良好孔结构的泡沫炭.利用SEM和XRD分析了泡沫炭的形态和结构.发现调整发泡模具中的自由空间可以控制泡沫炭的孔径;炭化和石墨化后泡沫... 详细信息

将石油系中间相沥青利用限定尺寸法发泡后获得了泡沫炭,泡沫炭再经氧化、炭化和石墨化处理获得了具有良好孔结构的泡沫炭.利用SEM和XRD分析了泡沫炭的形态和结构.发现调整发泡模具中的自由空间可以控制泡沫炭的孔径;炭化和石墨化后泡沫炭的孔径减小,孔壁片层取向接近石墨;泡沫炭的孔壁由平直孔壁和“Y”形孔壁结构成,前者内部片层取向优于后者.大孔径泡沫炭的孔壁具有更紧密的内部分子排列,但其微晶尺寸较小.

关键词：中间相沥青泡沫炭多孔材料易石墨化炭

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碳质中间相形成机理研究

新型炭材料 2005年第3期20卷 278-285页

作者：李同起王成扬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

碳质中间相是制备高性能炭材料制品的优质前驱体,其产品已在高性能复合材料、超高功率石墨电极和二次锂离子电池用负极材料等方面得到了成功应用。碳质中间相产品的结构复杂、形态各异,造成了生产这些产品涉及的原料和处理过程的多样化... 详细信息

碳质中间相是制备高性能炭材料制品的优质前驱体,其产品已在高性能复合材料、超高功率石墨电极和二次锂离子电池用负极材料等方面得到了成功应用。碳质中间相产品的结构复杂、形态各异,造成了生产这些产品涉及的原料和处理过程的多样化。为了分析和预测一定条件下获得的碳质中间相产品的性能,进而确定其具体的用途,需要弄清碳质中间相的形成机理。通过系统地探讨碳质中间相的形成过程,对以往文献中的解释给予了归纳和分析。分析认为传统解释中存在许多不合理的地方,不能对一些现象给予合理的解释;“微域构筑”理论在传统解释的基础上有了很大进步,但由于该理论中引入了实际上并不存在的片层微晶单元而使其存在缺陷;“颗粒基本单元构筑”理论摒弃了以上两种理论中的不合理成分,能够对碳质中间相的形成过程进行很好的解释。此外,对“颗粒基本单元构筑”理论的一些应用也进行了讨论。

关键词：碳质中间相形成机理基本单元构筑

预炭化对KOH活化石油焦的结构及电容性能的影响

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无机材料学报 2008年第4期23卷 799-804页

作者：时志强赵朔陈明鸣王妹先王成扬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

以不同温度炭化的石油焦为原料、KOH为活化剂制备电化学电容器用炭电极材料.采用XRD、TEM和N_2吸附法对前驱体及活化产物的结构进行了表征,并考察了样品的电化学性能.结果表明:通过调整前驱体的预炭化温度,可实现对石油焦基活性炭的微... 详细信息

以不同温度炭化的石油焦为原料、KOH为活化剂制备电化学电容器用炭电极材料.采用XRD、TEM和N_2吸附法对前驱体及活化产物的结构进行了表征,并考察了样品的电化学性能.结果表明:通过调整前驱体的预炭化温度,可实现对石油焦基活性炭的微晶结构和孔结构的调控,分别制得无晶体特性的高比表面积活性炭和由大量类石墨微晶构成的低比表面积活性炭.低表面积活性炭依靠充电过程中电解质离子嵌入类石墨微晶层间而实现能量存储,具有比高比面积活性炭高10倍的面积比电容和更大的体积比电容.

关键词：电化学电容器类石墨微晶电化学活化比电容

纳米Fe_3O_4-活性炭混合超级电容器电化学性能的研究

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无机材料学报 2008年第6期23卷 1193-1198页

作者：杜嬛王成扬陈明鸣焦旸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

研究了以纳米Fe_3O_4和活性炭(AC)为电极材料的超级电容器.以FeSO_4·7H_2O和氨水为原料,采用微波法制备出平均粒径为36nm的Fe_3O_4纳米粒子.组装了以6mol/L KOH溶液为电解液的Fe_3O_4/KOH/Fe_3O_4、AC/KOH/AC、Fe_3O_4/KOH/AC三种类型的模拟电容器.用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗法对电容器进行了电化学性能测试.结果发现,混合电容器的工作电压可达到1.2V.电流密度为0.5mA/cm^2时,正/负极质量比为1.5的Fe_3O_4/KOH/AC电容器的能量密度达到9.25Wh/kg,与AC/KOH/AC电容器相比,能量密度提高了53.4%.

关键词：纳米Fe3O4 活性炭混合超级电容器准电容能量密度

高比容量负极/正极材料炭载体在锂/钠离子电池研究进展

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新型炭材料 2021年第1期36卷 106-116页

作者：李旭王晓一孙洁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

随着对清洁能源需求的不断增加,二次离子电池已成为研究热点,开发具有高比容量的负极/正极材料尤为重要。合金化反应机制的硅、磷、锗、锡负极和硫正极材料存在较高的体积膨胀率,其中磷和硫较差的导电性以及可溶性中间产物的穿梭效应限... 详细信息

随着对清洁能源需求的不断增加,二次离子电池已成为研究热点,开发具有高比容量的负极/正极材料尤为重要。合金化反应机制的硅、磷、锗、锡负极和硫正极材料存在较高的体积膨胀率,其中磷和硫较差的导电性以及可溶性中间产物的穿梭效应限制了实际应用。沉积/溶解机制的金属负极枝晶问题使其不能单独作为负极材料使用。炭材料由于其来源广泛以及优异的导电性常作为高比容量负极/正极材料的载体。本文从炭载体的比表面积、孔/空结构,电子/离子电导率、界面修饰和表面化学修饰的角度出发,综述了其在硅、磷、锗、锡、金属锂、金属钠负极,以及硫正极中的研究进展。

关键词：锂/钠离子电池合金型负极金属负极硫正极炭载体

氧化煅前针状焦制备超级电容器用纳米多孔炭（英文）

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新型炭材料 2015年第2期30卷 141-149页

作者：王九洲王立群陈明鸣王成扬张翠何琲天津大学化工学院教育部绿色合成与转化重点实验室天津300072

经混酸HNO3/H2SO4氧化后,煅前针状焦(GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH... 详细信息

经混酸HNO3/H2SO4氧化后,煅前针状焦(GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH用量下,所得纳米多孔炭的孔结构不同,主要是由于两种中间体在表面性质和微结构方面的差异所致。以6mol/L KOH为电解液,从水可分散中间体制得的多孔炭GNC-A10-3在40A/g下的质量比容量为248F/g,且倍率性能优异,C40/0.05为76%;而同样为3倍碱炭比时从水不可分散中间体制备的多孔炭GNC-R10-3在体积比电容上的电化学表现优于GNC-A10-3。

关键词：超级电容器水可分散中间体表面性质多孔结构倍率特性

Cu/SiO2催化剂的制备、表征及其对草酸二乙酯加氢制乙二醇的催化性能

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催化学报 2008年第3期29卷 275-280页

作者：王保伟张旭许茜许根慧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

用沉淀沉积法和不同加料顺序制备了一系列草酸二乙酯气相加氢制乙二醇的Cu/SiO2催化剂,考察了反应温度、反应压力及氢气/草酸二乙酯摩尔比对催化性能的影响,以优化催化剂的制备方法和反应工艺条件.通过TPR,XRD,BET,HRTEM和SEM对催化剂... 详细信息

用沉淀沉积法和不同加料顺序制备了一系列草酸二乙酯气相加氢制乙二醇的Cu/SiO2催化剂,考察了反应温度、反应压力及氢气/草酸二乙酯摩尔比对催化性能的影响,以优化催化剂的制备方法和反应工艺条件.通过TPR,XRD,BET,HRTEM和SEM对催化剂进行了表征,揭示催化剂的稳定性、成型和活性位的分布.通过对实验数据的分析,确定了最佳的制备方法、铜负载量、还原温度和反应工艺条件,使草酸二乙酯的转化率和乙二醇的收率分别达到94.8%和76.0%.

关键词：铜二氧化硅负载型催化剂草酸二乙酯加氢乙二醇

马铃薯淀粉基炭微球的制备及其稳定机理(英文)

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新型炭材料 2010年第6期25卷 438-443页

作者：赵朔王成扬陈明鸣时志强刘娜天津大学化工学院教育部绿色合成与转化重点实验室天津300072

以马铃薯淀粉为原料,通过空气中210℃稳定化、氮气中600℃炭化,制备了马铃薯淀粉基炭微球。其中,稳定化处理是制备过程中的关键步骤。利用热失重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和差热扫描量热法(DSC),对其稳定化机... 详细信息

以马铃薯淀粉为原料,通过空气中210℃稳定化、氮气中600℃炭化,制备了马铃薯淀粉基炭微球。其中,稳定化处理是制备过程中的关键步骤。利用热失重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和差热扫描量热法(DSC),对其稳定化机理进行了研究;并利用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了表征。结果表明:当稳定化时间足够长时(如12h),所制备的马铃薯淀粉基炭微球能够保持原淀粉的颗粒形态。这是由于在稳定化过程中,马铃薯淀粉中所含结晶水的失去导致了淀粉内微晶结构的破坏,使淀粉颗粒在进一步的炭化过程中不再发生微晶的熔融过程。

关键词：马铃薯淀粉炭微球稳定化机理

一步模板炭化法制备新型沥青基中孔炭材料(英文)

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新型炭材料 2009年第2期24卷 187-190页

作者：王艳素王成扬陈明鸣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

以乙酸镁和柠檬酸镁为模板(MgO)镁源,沥青为碳前驱体,在氮气氛中950℃一步炭化制得高表面积中孔炭材料。采用1mol/L的HCl去模,并将炭材料洗涤至中性。采用低温N2吸附测得炭材料的比表面积和孔径分布,透射电镜观察炭材料的内部结构特征... 详细信息

以乙酸镁和柠檬酸镁为模板(MgO)镁源,沥青为碳前驱体,在氮气氛中950℃一步炭化制得高表面积中孔炭材料。采用1mol/L的HCl去模,并将炭材料洗涤至中性。采用低温N2吸附测得炭材料的比表面积和孔径分布,透射电镜观察炭材料的内部结构特征。结果表明:尽管未经活化,所得炭材料中的孔大多为中孔,BET比表面积达到1295m2/g,当以柠檬酸镁为MgO前驱体时,所得炭材料的收率可高达50%。

关键词：沥青 MgO 模板炭化法中孔炭