氧化镁/活性炭复合材料的制备及其吸附特性

氧化镁/活性炭复合材料性能优良、用途广泛,但制备成本高.以造纸制浆过程中产生的主要污染物——造纸草浆黑液和镁盐为原料制备了氧化镁/活性炭复合材料,用N2吸附等温线、扫描电镜及X射线能谱等方法进行了表征,并研究了其对阴离子染料的吸附特性.结果表明,制备的氧化镁/活性炭复合材料中氧化镁分散均匀,比表面积为480m2/g,孔体积0.31mL/g,平均孔径2.62nm,碘吸附值为856.12～863.56mg/g;氧化镁/活性炭复合材料对阴离子染料的吸附符合伪二级动力学方程;等温吸附线拟合结果显示,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程描述;该吸附是自发进行的吸热过程.

改性纳米氧化镁交联聚乙烯复合材料的制备及其电气性能研究

为提高交联聚乙烯(PE-XL)绝缘性能,以聚乙烯(PE)为基体,以改性后的MgO(MgO-NH_(2))为填料进行复配交联制备了PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料,对其热老化前后的电绝缘性能进行了研究,并与未改性的MgO交联聚乙烯复合材料(PE-XL/MgO)进行了对比研究。通过直流击穿强度、空间电荷和直流电导率来研究复合材料的绝缘性能。与未老化PE-XL/MgO相比,未老化PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料的直流击穿强度提高了20%,异质空间电荷积累可以忽略不计。热老化后,PE-XL/MgO和PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料的直流击穿强度分别较热老化前降低了38%和20%。此外,将MgO表面改性后制备的PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料比PE-XL/MgO具有更低的直流电导率。PE-XL/MgO-NH_(2)纳米复合材料在未老化条件下表现出较好的性能,且对热老化可能引起的劣化表现出更强的抑制作用。

沥青基活性炭-MnO复合材料的可控制备及其在非对称超级电容器中的应用

本研究提供一种适用于超级电容器的沥青基活性炭-MnO复合材料。以石油沥青为碳源,乙酸锰为锰源,通过压片成型和一步活化法的结合,制备得到了MnO负载沥青基活性炭复合材料(PAC@MnO)。PAC@MnO具有高比表面积且孔道主要由微-介多级孔构成。作为电容器电极材料,在三电极体系下,研究了不同MnO负载量对PAC@MnO-x电极性能的影响,其中PAC@MnO-0.3电极在0.5 A/g电流密度下比电容高达344.5 F/g,在高电流密度为20.0 A/g下,仍具有190 F/g的比电容,表现出优异的倍率性能。将PAC@MnO-0.3与PAC@MnO-0组装成水系非对称超级电容器,在5.0 A/g电流密度下循环3 000圈后,其容量保持率高达87.24%,表现出优异的循环稳定性。MnO纳米粒子与PAC的均匀复合不仅显著提升了MnO的导电性,同时抑制了其在充放电过程中的体积膨胀,使PAC@MnO呈现出优异的电化学特性。此外,PAC丰富的多级孔结构为电解液离子的存储提供了大量的活性位点,并为电解液离子的快速传输提供通道。

镁铈双金属氧化物改性活性炭脱除烟气二氧化硫

采用适合工业应用的煤基柱状成型商品活性炭为改性对象,采用浸渍煅烧法对活性炭进行负载镁铈金属氧化物(Mg O、Ce O_(2))改性。采用XRD、SEM及N_(2)吸附脱附等对改性前后活性炭的物相、微观形貌、比表面积及孔结构特征等进行了表征,并测试了其脱硫性能。结果表明:浸渍煅烧法能实现在活性炭内表面均匀负载镁铈金属氧化物;镁铈金属氧化物的负载,降低了活性炭的比表面积及孔隙率,导致活性炭物理吸附性能降低,但显著提升了其化学吸附性能,其中采用质量分数6%Mg、质量分数4%Ce浸渍煅烧获得的双金属氧化物改性活性炭脱硫性能最佳,最大脱硫容量达63.9 mg·g^(-1),是改性前的51倍。

包覆氧化镁碳纳米管增强AZ91复合材料摩擦磨损性能

采用粉末冶金+热挤压成形+T4热处理工艺制备包覆氧化镁碳纳米管(MgO coated CNTs, MgO@CNTs)增强的AZ91镁合金复合材料(AZ91-MgO@CNTs),研究干滑动摩擦条件下MgO@CNTs含量、不同载荷对AZ91-MgO@CNTs磨损面形貌、磨屑形貌和耐磨性能的影响。结果表明:MgO@CNTs能显著提高AZ91-MgO@CNTs的摩擦磨损性能,且随着MgO@CNTs含量的增加,对复合材料耐磨性能的增强效果呈现先增大后下降的趋势;与纯CNTs增强的镁合金复合材料(AZ91-CNTs)相比,AZ91-MgO@CNTs具有更小的摩擦因数和更低的磨损量,表明MgO@CNTs在改善镁合金耐磨性能方面更有优势;载荷较低时(10 N),AZ91-MgO@CNTs的磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷为50 N时,AZ91-MgO@CNTs出现磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损三种磨损机制。

二氧化钛/稻壳活性炭微纳复合材料制备及光催化性能

利用TiO2和稻壳活性炭(RHAC)二者优异的特性,在稻壳活性炭表面负载纳米TiO2,成功制备了TiO2/RHAC微纳复合材料。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱、N2吸附-脱附曲线、高分辨透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱和光催化试验分别对其进行研究。结果表明,TiO2粒子均匀负载在RHAC表面,且富含羟基,对罗丹明B有优越的光催化效果,其光催化降解反应符合准一级反应动力学方程。

氧化锌/活性炭复合材料的制备与性能表征

将滚压振动磨制备的锌纳米颗粒与普通活性炭按一定比例混合,置于高压反应釜中,在180℃时水热反应24h,制备得到氧化锌/活性炭复合材料(ZnO/AC)。采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了产物的结构和形貌,采用比表面积法(BET)分析了产物的比表面积,最后研究了复合材料对甲基橙的降解特性。结果表明,复合材料是由氧化锌纳米棒在活性炭颗粒表面上包覆生长而形成的,其中氧化锌具有六方纤锌矿结构。复合材料在紫外光条件下对甲基橙的降解性能明显优于其各自单独使用的效果,表现出良好的协同催化效应。

Ti1Li3Al4-LDHs@氧化椰壳活性炭复合材料的制备及光催化水还原CO2性能研究

采用尿素水热共沉淀法,以氧化椰壳活性炭(OBAC)为载体制备Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC复合材料。利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis DRS和固定床循环光催化评价系统对复合材料进行了结构和光催化性能表征。研究了OBAC氧化改性对Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC的结构和光催化性能的影响规律。结果表明,Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC 6%HNO 3的光催化活性最高,主要归因于其界面有良好的共价键作用,Ti 1Li 3Al 4-LDHs在OBAC表面具有较高的结晶度和良好的分散性,其光催化还原CO 2为CO和CH 4的产率最高达78.47μcat和5.92μmol/g cat,与Ti 1Li 3Al 4-LDHs相比,光催化效率分别提高了35%和18.9%。

SiCP/AZ31镁基复合材料微弧氧化膜结构与性能分析

采用微弧氧化表面处理技术在SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料表面制备保护性陶瓷膜.分析了陶瓷膜的表面形貌、截面组织和相组成,并测量了膜层的硬度、热震和电化学腐蚀特性.结果表明,陶瓷膜由MgO、Mg2SiO4和少量同电解液组成元素相关的相所组成,膜内还残留少量SiCP增强体.膜层的最高硬度可达到HV800,比复合材料基体提高五倍以上.经过100次热循环(500℃→水淬)后膜层与复合材料结合良好,显示该膜层有较好的抗热震性能.微弧氧化处理后,SiCP/AZ31镁基复合材料的抗腐蚀能力得到较大提高.

氧化的碳化硅颗粒增强铝-镁基复合材料的界面微结构特征

通过FE SEM (FieldEmission ScanningElectronMicroscopy)和TEM (TransmissionElectronMicroscopy)研究了经高温氧化后的SiC颗粒增强铝镁基复合材料的界面微结构特征。研究表明碳化硅的氧化能够有效抑制铝对碳化硅的侵蚀 ,改善其润湿性。基体合金中的Mg与SiC表面的氧化层SiO2 极易反应 ,根据基体合金中Mg的含量形成纳米尺度的MgO或MgAl2

二氧化钛-活性炭复合光催化材料的制备及表征

以二氧化钛纳米粉和环氧树脂为原料,制备了具有光催化活性的二氧化钛-活性炭复合材料。用热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)等手段对其表征,发现复合材料中的二氧化钛以锐钛矿晶型存在。通过扫描电镜(SEM)对复合材料进行分析,表明其颗粒直径约为100 nm。光催化氧化实验表明,复合材料对甲基橙溶液具有很好的光催化活性。研究结果表明,在实验条件下,甲基橙溶液的光催化脱色和矿化过程是同时进行的,而且活性炭的吸附作用使复合材料的催化效率比单纯的二氧化钛粉末有很大的提高。这是由于其对可见光的吸收(黑色),使复合材料不仅在紫外区,而且在可见光区域也有很好的催化效果。所以,复合材料可以解决二氧化钛作为光催化剂在实际应用中存在的太阳能利用率低的问题。

Ni(OH)_2/活性炭复合材料在超级电容器中的应用

用化学沉淀法在活性炭(AC)表面和微孔内掺杂不同量的氢氧化镍,制备了氢氧化镍-活性炭[Ni(OH)2-AC]复合材料.用X射线衍射(XRD)和氮气吸附等温线等对活性炭和复合材料进行表征,结果表明,所制材料为β-Ni(OH)2-AC复合材料.对不同掺杂量的β-Ni(OH)2-AC复合材料的电化学性能进行了研究,循环伏安、恒流充放电实验表明,少量氢氧化镍掺入活性炭表面和微孔中,所得材料的比电容较活性炭有所提高,并具有良好的充放电性能;当氢氧化镍的掺入量为6%(ω)时,所制备的超级电容器单电极表现出优良的电化学性能.以活性炭电极作负极,复合材料作正极制成复合型超级电容器,循环性能测试发现,掺入6%(ω)氢氧化镍的复合材料制成的Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器比电容高达330.7F/g,比活性炭(AC/AC)超级电容器比电容(245.6F/g)提高了34.6%,且Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器具有更好的循环充放电性能.

预氧丝在氧化镁/炭复合材料中的原位碳化及其强化作用

研究了碳纤维前驱体即预氧丝在氧化镁／炭复合材料中原位碳化及其强化作用。在氧化镁／炭复合材料中存在铝、镁添加剂时，预氧丝原位碳化后具有碳纤维的强度和强化效果。预氧丝在添加硅粉的氧化镁／炭材料中原位碳化时因与硅反应失去强度，在无抗氧化添加物的氧化镁／炭材料中原位碳化后，预氧丝因氧化失去强度，对基体无强化作用。

氧化镁含量对MgAl_2O_4/W复合材料组成和结构的影响

以铝热还原法合成了MgAl2O4/W复合材料。研究结果表明:通过调整氧化镁的含量可以获得含富铝尖晶石或富镁尖晶石与金属钨的复合材料。其中富铝尖晶石晶体发育完整,氧化铝含量大于80%。金属钨主要以等轴晶存在,约1～8μm。随氧化镁含量的增加,尖晶石的晶格常数逐渐变大。富铝尖晶石和富镁尖晶石具有不同的生长机理。

碳纳米管/氧化镁纳米复合材料的制备和表征

以碳纳米管为模板,采取前驱物分解法合成了碳纳米管/氧化镁纳米复合材料,用XRD、IR、SEM和TG-DTG对产物进行了表征。结果表明,产物是由氧化镁均匀包裹在碳纳米管上构成的一种复合材料,管径约100nm。和碳纳米管相比,复合材料管径变粗且表面粗糙。

超临界乙醇流体制取活性炭-TiO_2光催化剂复合材料的研究

研究表明 :在超临界乙醇流体介质下钛酸异丙酯能有效地分解成具光催化活性的锐钛矿型TiO2 粒子 ,同时产生的TiO2 粒子可与活性炭融合成一体 ,形成的活性炭 TiO2 光催化剂复合材料具很好的光催化活性与吸附作用 ,而且具有的协同效应优于活性炭与TiO2

二氧化硅原位反应在制备镁基复合材料中的应用

在熔融镁合金中加入活化SiO2颗粒,由其与镁反应生成Mg2Si原位合成镁基复合材料;用X射线衍射仪(XRD)、电子探针显微分析仪(EPMA)、能谱仪(EDX)对制备的复合材料进行了分析。结果表明,SiO2原位反应制备的镁基复合材料中的增强相Mg2Si颗粒分布均匀,与基体结合较好,复合材料硬度得到提高。

分级多孔石墨烯/活性炭复合材料的制备及其电化学电容性能分析

采用液相共混法,以酚醛树脂和氧化石墨为原料,得到氧化石墨烯/酚醛树脂复合材料,再通过高温碳化和活化工艺,制备出石墨烯/活性炭复合材料.采用循环伏安和恒流充放电测试表征其电化学电容性能,结果表明:该复合材料在0. 5 A·g-1的电流密度下比电容高达197 F·g-1,当电流密度增加到10 A·g-1时,比电容为163 F·g-1,电流增加20倍,电容保持率为83%,在0. 5 A·g-1的电流密度下循环1000次,未见容量有衰减,电容保持率为100%.这表明该复合材料具有优良的电容性能.

α-MnO_(2)@ZAC活性炭复合材料的制备及其电化学性能研究

本研究以蔗渣为原料,ZnCl_(2)活化制备的活性炭(ZAC)作为导电基底,采用水热法将一维α-MnO_(2)沉积到ZAC上,研究α-MnO_(2)沉积量对复合材料电化学性能的影响。X射线光电子能谱仪(XPS)和元素分析仪(EA)结果显示,ZAC中成功掺杂了Mn元素,随着ZAC占比增加,复合材料中负载的Mn含量从29.78%减至5.57%。X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱仪分析表明,ZAC表面水热沉积了以一维隧道结构的纳米棒状为主要晶相的α-MnO_(2),制备了具有石墨结构的复合材料,其中,MnZAC-4具有最大比电容327 F/g,在循环1000次后比电容仍能保持88.2%,且电化学阻抗较小。此外,根据透射电子显微镜(TEM)、XRD和拉曼光谱结果探讨了在ZAC上沉积α-MnO_(2)制备α-MnO_(2)@ZAC复合材料的机理。

载氧化镁活性炭的制备及性能研究

本文通过选取5种不同的煤样,添加不同比例的氧化镁,经磨粉、配煤、成型、炭化、活化等制备过程,以碘吸附值、磨损值、糖蜜值、氧化镁含量等为评价指标,制备载氧化镁活性炭。结果表明,当1号煤与2号煤及氧化镁配比为9∶1∶0.3、4号煤与5号煤及氧化镁配比为4∶6∶0.3时,均可制得满足预期指标碘吸附值≥950 mg/g、糖蜜值≥210、磨损值≥65%、MgO含量5%~8%的载氧化镁活性炭样品。其中,4号煤与5号煤及氧化镁配比为4∶6∶0.3、活化得率为25.62%时,可制备出碘值1057 mg/g、糖蜜值282、磨损值77%和MgO含量6.3%的样品。