水热碳化法制备碳微球

以糖类为原料,采用水热法制备碳微球,研究不同反应物以及反应条件对水热碳的影响。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物碳微球的结构和形貌进行表征,并借助傅立叶红外(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)探讨了糖类水热碳化的反应机理。

水热碳化法制备碳纳米材料

形态可控的碳纳米材料由于独特的结构和性能而受到研究者的普遍关注,常见的制备方法有化学气相沉积法(CVD)、乳液法和水热碳化法等。水热碳化法是一种重要的碳纳米材料制备方法,具有成本低、反应条件温和、产物粒径均匀且形态可控等特点。综述了近年来以糖类及淀粉等有机物为原料,采用水热碳化法制备各种形态可控碳纳米材料的研究现状,重点介绍了水热碳化工艺条件对合成碳微球、空心碳微球、核壳结构碳复合材料显微形貌的影响,并提出了水热碳化法制备碳纳米材料研究中存在的问题和今后可能的发展方向。

水热法制备无定形ZnSnO3/C复合材料及其电化学性能研究

采用葡萄糖水热碳化法制备了碳包覆无定形ZnSnO3复合材料(ZnSnO3/C),并利用采用X射线衍射、透射电镜、恒电流充放电测试和交流阻抗技术表征、观察与测试样品的结构、形貌以及电化学性能.实验结果表明,ZnSnO3/C复合材料具有典型的核壳结构,ZnSnO3/C复合料表现较高的比容量和优异的循环性能,100周期循环比容量仍保持659 mAh·g-1.

纳米碳微球的水热合成及其应用的研究进展

由于纳米碳微球具有高比表面积、低密度、物化性质稳定、良好的导电性能,其在催化剂载体、电池材料、吸附材料等领域有广泛的应用价值。纳米碳微球的合成方法是当前碳材料研究的活跃领域之一。近年来,水热合成技术日益受到重视,基于此,本文介绍了水热碳化法合成纳米碳微球的一些研究进展。

兴安杜鹃花瓣碳点的合成及其对三价铁离子的可视化检测

以兴安杜鹃(Rhododendron dauricum L.)花为碳源,采用一步水热法合成了蓝色荧光水溶性兴安杜鹃花碳点(Rhododendron carbon dots,R-CDs),并通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光发射光谱(FL)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对其进行了表征.表征显示:合成的R-CDs表面存在氨基、羟基、羰基等官能团;最大激发波长和发射波长分别为335 nm和414 nm,具有典型的激发波长依赖性;R-CDs的荧光可被Fe 3+离子有效猝灭,同时可对Fe 3+离子实现“裸眼”识别.基于R-CDs与Fe 3+离子的显色反应特性,制备了一种用于快速检测水中Fe 3+离子的试纸,测试结果显示该试纸对Fe 3+离子的检测范围为0.5~10 mmol/L,检出限为2.5 nmol,因此本文方法制备的Fe 3+离子试纸具有较好的应用前景.

纤维素制备碳材料的工艺与机理研究

以纤维素作原料,利用水热碳化法,在一定的温度和压强下制备碳纳米材料。通过单因素实验考察了反应温度、反应时间对产物表观形貌的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及红外光谱仪(FT-IR)对所得碳材料的微观形貌和表面生成的官能团进行表征与测试。结果表明:纤维素水热碳化的起始温度为230℃,290℃为最佳碳化温度;当T=290℃时,反应时间的延长可增大碳颗粒的球化趋势,而对粒径影响较小;经水热碳化制备的碳材料表面含有羟基、羰基和羧基等官能团。

富氧官能团纳米碳/伊利石复合材料的制备及吸附性能研究

以伊利石为载体、葡萄糖为碳源,采用水热碳化、低温热处理法制备出富氧官能团纳米碳/伊利石复合材料,结合红外吸收光谱(FTIR)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和N_2吸附-脱附曲线、Boehm滴定等表征手段,探究富氧官能团纳米碳/伊利石复合材料的表面性质,并对影响复合材料吸附性能的因素进行了研究。结果表明:葡萄糖水热产物以无定形纳米碳形式均匀负载在伊利石表面,使复合材料表面含氧官能团数量得到增加;在水热碳矿比3∶1,煅烧温度300℃,溶液初始pH=8的条件下,复合材料对溶液中亚甲基蓝吸附效果最好,亚甲基蓝的去除率为99.368%。

隔氧水热反应制备单分散炭微球的实验研究

以葡萄糖为前驱物,在氮气保护氨水辅助的隔氧体系中水热合成单分散炭微球。考察了不同碳源、配料种类、氨水浓度和通氮时间对炭微球粒径分布和形貌的影响。采用SEM、BET、XRD、FT-IR、XPS、粒度仪对炭微球的形貌和成分进行表征,用差热法分析了炭微球的热稳定性。结果表明,氨水浓度与通氮气保护对炭微球的形貌与粒径分布影响显著,在0.1 g/m L葡萄糖溶液、0.05 mol/L氨水溶液和以200 cm3/min的速率通入氮气保护20 min的实验条件下,可制备出平均粒径为11.5μm且表面富含官能团—OH、CO、—COOH的单分散炭微球。

炭基固体酸对花椒籽油的降酸催化性能研究

以葡萄糖为原料,采用水热法碳化再经过磺化制备了炭基固体酸催化剂。通过对炭基固体酸进行Boehm滴定、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附、动态激光散射粒度分析表征,测定了催化剂的酸度、物相、所含官能团、形貌、元素状态、比表面积及粒径分布性质。表征结果表明,磺化时硫酸的浓度越大,得到的催化剂总酸度越大;磺化过程能够改变催化剂的比表面积。以花椒籽油酯化降酸反应为探针反应考察其催化性能。结果表明在花椒籽油酯化降酸反应中,催化剂的酸度占主导作用。固体酸催化剂酸度越大,酯化降酸反应催化性能越好。C-98对花椒籽油酯化降酸催化效果优异,可将酸值由63.21 mg KOH/g降到1.71 mg KOH/g,产率达到97.3%。

葡萄糖水热碳化催化热处理制备石墨微球

以葡萄糖为碳源、聚丙烯酸钠为分散剂、硝酸镍为催化剂的前驱体,采用水热碳化法一步制备了负载有Ni O催化剂的碳微球,再在氩气气氛下催化热处理制备了平均粒径约2μm的石墨化程度高、球形度及分散性好的石墨微球。研究了催化剂用量、热处理温度以及保温时间对合成石墨微球的影响。结果表明:当催化剂Ni的加入量为1.5%(质量分数)、热处理温度为1 200℃、保温时间为3 h时,所得石墨微球的石墨化程度最高。继续升高热处理温度或延长保温时间,石墨微球的石墨化程度反而降低,其原因可能是过高的温度或者过长的保温时间导致了催化剂的团聚及失活。碳微球的催化石墨化过程由溶解–析出机理决定。此外,石墨微球具有与鳞片石墨几乎相当的抗氧化性能,且远高于碳微球。