超级电容器用活性炭国产化关键化学与化工问题

超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等优点,在电动汽车、轨道交通、新能源、电磁弹射和激光武器等领域已广泛应用。然而,作为超级电容器的关键电极材料——活性炭,始终未实现国产化,一直依赖从日本和韩国进口,极大地制约了国内超级电容器及其下游产业的发展。本文综述了超级电容器用活性炭的理化性能对其电化学性能的影响,介绍了国内外超级电容器用活性炭产业现状,指出了其生产过程中制约产品品质的典型传质和传热等化工问题。文章提出,应在现有活性炭基础上建立全面合理的超级电容器用活性炭指标体系,从而指导其国产化工艺开发。针对其生产工艺和装备开展仿真模拟研究,以解决国产炭材料批次稳定性和一致性的问题,保障超级电容器行业关键材料自主可控。

石墨烯材料表面含氧官能团的表征研究

石墨烯是一种具有二维结构的新型碳纳米材料,特有的物理结构赋予其诸多优异性能。对石墨烯材料表面含氧官能团的类别和定性定量分析方法如傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和Boehm滴定法等进行了综述,结合3种表征技术分析了石墨烯材料表面含氧官能团的种类和含量。

基于荧光素标记的DNA-Cu(Ⅱ)络合物的荧光增强型氰根离子传感器

利用铜离子与荧光素标记的寡核苷酸链、氰根离子结合能力的差异,发展了一种水相中氰根离子检测的新方法.研究表明,该检测方法可以较灵敏地检测水相中的氰根离子,其检测下限达到0.02μmol/L,且具有较好的选择性和潜在的实际应用价值.

标准制定:建立石墨烯的共同语言

石墨烯作为一种技术含量极高的炭材料,正激发起人们对未来世界的无限遐想。由于其导电性好、比表面积大、强度高、韧性好、重量轻、透光率高等特点,石墨烯在超级电容器或锂离子电池、导电油墨、导热材料、透明导电薄膜、抗静电材料、海水淡化、防腐涂料等领域应用前景广泛。

低阶煤基炭材料研究进展

低阶煤因其储量丰富、富含多环芳烃有机物、含碳量高、成本低等特点,被认为是炭材料的优质前驱体。然而,由于不同低阶煤的灰分、微观结构、界面的差异,导致了煤基炭材料结构、性能难以有效调控的问题。近年来,研究人员提出了低阶煤基炭材料微观结构、表界面调控的有效方法。本文重点总结了低阶煤制备吸附活性炭、电容炭、硬炭、石墨和纳米炭材料的差异化策略,进一步讨论了煤种和工艺对煤基炭材料的微观结构、界面特性和官能团种类等的影响。同时介绍了煤基炭材料在吸附、超级电容器和碱金属电池中的应用。最后,展望了低级煤基炭材料未来研究的方向和挑战。