磷矿配炭球团高温固结工艺研究

为解决窑法磷酸工艺中回转窑结圈问题,提出一种球团高温固结工艺,考察了黏结剂种类、固结温度、固结时间对磷矿球团强度及其还原性的影响。结果表明,固结温度800℃以上,采用膨润土为黏结剂,球团抗压强度和落下强度明显高于腐殖酸钠为黏结剂的球团。在配碳量为理论用量的1.4倍、CaO与SiO_(2)物质的量比0.35、膨润土添加量为总物料量的1.5%、固结温度1000℃、固结时间30 min条件下,球团抗压强度和落下强度分别为345.36 N和33.50次。

KHCO_(3)一步活化法制备高含氧量褐煤基超级电容器多孔炭球

作为富含含氧官能团的有机大分子,褐煤被认为是制备富氧多孔炭材料的天然前驱体。对褐煤进行酸洗氧化改性进一步增加其氧含量得到酸洗氧化褐煤(OAWSL),以KHCO_(3)为活化剂,在高温下分解并与碳反应生成大量气泡,气泡穿透碳层逸出形成大量孔隙,并鼓泡形成了独特的球状表面,得到了多孔炭球。同时探究了KHCO_(3)添加量对多孔炭结构和作为超级电容器电极材料时电化学性能的影响。研究发现,酸洗氧化褐煤与KHCO_(3)质量比为1∶3时得到的多孔炭球具有最均匀球状结构、最大微孔占有率(90.88%)和最高氧含量(22.17%)。以该多孔炭球为电极材料,在以6 mol/L KOH为电解液的三电极体系中得到了323 F/g的比电容(0.1 A/g),组装的超级电容器最大能量密度为6.17 W·h/kg,在2 A/g电流密度下循环20 000次后电容保持率为96%,库伦效率保持100%,可为褐煤基富氧多孔炭材料的制备提供理论支撑。

水热法制备炭球—活性炭复合材料

以商品活性炭和葡萄糖为原料,采用水热合成方法,在活性炭表面和孔内合成纳米炭球,制得富含含氧官能团的炭球—活性炭复合材料.通过低温液氮(N2/77K)吸附测定了炭球—活性炭复合材料的比表面积和孔容、孔径分布.以SEM观测材料表面形貌.采用FTIR、XPS分析复合材料的表面官能团结构.以水相中无机Cr(VI)的去除测试材料的吸附性能.结果表明:葡萄糖水热处理后在活性炭表面生成炭球,活性炭孔隙结构降低,炭球尺寸和分布受葡萄糖溶液浓度影响较大,活性炭表面生成以-OH为主的含氧官能团.炭球—活性炭复合材料对Cr(VI)的单位质量和单位面积吸附容量最高分别为原料活性炭的近4倍和95倍.

水热炭化微晶纤维素制备炭球-活性炭复合材料

以微晶纤维素(MC)为原料,柠檬酸为催化剂,活性炭为载体,经水热炭化法形成炭球并负载于活性炭的表面和孔内合成含氧官能团丰富的炭球-活性炭复合材料。用扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附(N2/77K)、傅里叶红外(FT-IR)和水相三价铬吸附实验对炭球-活性炭复合材料的表面负载炭球形貌、孔隙结构、含氧官能团种类和重金属离子的吸附性能进行表征。研究表明:MC在柠檬酸的催化作用下,在水热条件下可以形成形貌良好、结构规整的炭球,炭球负载于活性炭表面和孔内部。炭化温度、炭化时间和MC质量浓度,均能影响炭球的粒径和数量。炭球-活性炭复合材料的表面富含—OH、COOH、C=O等含氧官能团;当MC质量浓度为2.0 g/L时,复合材料对Cr3+的单位质量吸附量最大为0.356 mg/g,是活性炭的5.65倍。

纳米炭球及其衍生物水热法制备研究进展

综述了近年来采用水热法制备炭球及其衍生物的研究进展。主要从水热合成纳米炭球原料、产物形貌控制方面进行综述,总结了纳米炭球及其衍生物的生成机理,介绍了纳米炭球的重点应用领域及发展方向。

水热炭球的制备与表征

以葡萄糖为原料,采用水热碳化技术,制备了富含含氧官能团的水热炭球,并采用SEM和FTIR等技术手段对产物的表面形貌和表面官能团结构进行了表征。结果表明:水热炭球的尺寸受葡萄糖溶液浓度、反应温度和有机单体的掺杂等因素影响较大,制得的炭球表面存在丰富的含氧官能团,使其具有良好的亲水性和化学活性。

单细胞微米炭球的制备及其对盐酸四环素的吸附性能研究

以酵母菌为原料,通过预处理-炭化-活化工艺制备了单细胞微米炭球,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和氮气吸附脱附(BET)等手段对单细胞微米炭球的结构演变进行探究。结果表明:所制得的单细胞微米炭球为黑色粉末,系无定形炭结构;单细胞微米炭球保持了酵母细胞椭圆形的形貌,分散均匀且形貌一致,平均尺寸约为1.81μm×1.03μm,比表面积达到1.61×104cm2/g,孔径集中在0.9、29和36 nm附近,具有丰富的孔结构。通过进一步考察单细胞微米炭球对盐酸四环素的吸附行为,证实所获得的单细胞微米炭球对四环素具有较好的吸附去除效果,吸附容量可达23.73 mg/g,符合Freundlich等温吸附模型。

CO_2活化对含铁沥青基炭球中孔形成的影响

研究了含铁沥青基炭球在ＣＯ２中的活化反应，结果表明，在９００℃下含铁沥青基炭球在ＣＯ２中的活化反应速度比水蒸气中的活化反应速度慢．在活化收率相近的情况下，经ＣＯ２活化所得的沥青基球状活性炭比水蒸气活化所得的沥青基球状活性炭中孔比例高．随ＣＯ２活化时间的延长，所得沥青基球状活性炭的中孔孔径变大．高温短时间的ＣＯ２活化更有利于所得沥青基球状活性炭中孔比例的提高．

铌精矿内配炭球团预还原技术条件的研究

对“二步法”冶炼铌铁工艺预还原的除磷分铁影响因素进行了研究，优化了得到（Ｎｂ／Ｆｅ）＞１．０、（Ｎｂ／Ｐ）＞１０的富铌渣技术条件，并对富铌渣和副产品半钢结构进行了分析。

高性能超级电容器用废液基多孔炭球的制备和性能研究

具有几何构型的球状结构可以减小电解质离子的传输距离,开发高比表面积、球形结构和制备工艺简单的多孔炭球,对于储能器件十分重要。以生产维生素C过程中产生的废液为原料,利用高温水热炭化和高铁酸钾(K_2FeO_4)为活化剂制备多孔炭球,并且详细研究了K_2FeO_4的量对所制备的多孔炭球的电化学性能影响。结果表明,所制备的样品呈现出球形结构且具有分级孔隙度(丰富的微孔和一定的中孔)的孔结构。在以6 mol/L KOH为电解液的三电极体系中,K_2FeO_4与焦质量比为2所得的多孔炭球(PCS-2)具有高的比表面积以及良好的电化学性能,在电流密度为0.5 A/g时,比电容高达323 F/g。以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体为电解液的对称型超级电容器中,K_2FeO_4与焦质量比为3所得的多孔炭球(PCS-3)能量密度高达47.2 W·h/kg,而且经过10000次循环后比电容保持率为89%。

合成陨硫铁表面的炭丝和炭球

采用电弧放电蒸发和沉淀技术，使用石墨和黄铁矿为原料，在合成的陨硫铁球粒表面发现有空心球体和丝状物质。经ＳＥＭ、ＴＥＭ和ＥＤＸ的研究，证实它们是纳米级的炭球和炭丝。讨论了用电弧放电法合成陨硫铁过程中，天然矿物黄铁矿对炭丝。

毫米级介孔炭球的合成及应用研究进展

常见的介孔炭材料多为纳米级且存在传质效率低等缺点,从而限制了其在许多领域中的应用。介绍了国内外关于介孔炭材料合成技术,以及利用硬模板法和软模板法合成具有高比表面积、独特空间构型、物理化学性能稳定的毫米级介孔炭球(MCSs)的研究状况,也阐述了MCSs在生物医学、气体吸附和催化领域的应用现状,展望了MCSs在表面改性及放射性核素分离与富集领域的应用前景。

浸渍不同金属的沥青基炭球在不同气氛下的活化研究

将预活化的沥青基炭球在不同金属盐的水溶液中浸渍，使之负载有金属，然后进行活化处理。结果发现：活化过程中氢气的存在可以提高铁、钴、镍催化活化反应速度，但对钇催化的活化反应速度却有抑制作用。在氢气存在条件下制得的沥青基球状活性炭的中孔主要分布在３０～５０ｎｍ 处，而在氮气气氛中制得的中孔主要分布却在２．０ｎｍ 处。

中空炭球的制备及其在吸波材料方面的研究进展

随着电子设备和无线通信的飞速发展,电磁干扰已经变成了不容忽视的、非常严重的问题。因此,电磁波吸收材料引起了国内外学者的广泛关注。中空炭球由于结构、尺寸以及形貌的特殊性,其在吸波材料方面的应用引起了广泛的关注,且很有希望作为吸波剂应用于吸波蜂窝、吸波泡沫、吸波涂层以及树脂基吸波复合材料等结构吸波材料中。本文综述了中空炭球的制备及其在吸波材料方面的应用现状与未来的发展方向。

掺氮纳米炭球担载高分散钯纳米催化剂的制备及其苯甲醇氧化性能(英文)

负载型贵金属纳米催化剂中的金属纳米粒子易发生团聚或流失,因此提高金属活性组分的分散性和稳定性很重要。我们报道了一种制备高分散钯纳米催化剂的方法,通过浸泡法将氯钯酸前驱体负载到苯并噁嗪聚合物上,再经过惰性气氛一步热解得到纳米炭球担载钯催化剂.催化剂性能通过温和条件下苯甲醇氧化反应进行评价.经过500℃热处理制备的催化剂,从TEM图可以看出Pd纳米粒子均匀分散在载体上,尺寸大小约为3 nm,这是由于载体和钯活性组分的配位作用有利于提高钯纳米粒子的分散性和稳定性.通过调控金属负载量及负载时间,尽可能地实现活性组分分布在载体外表面,制备的催化剂上最高TOF为690 h-1.此催化剂同时具有较好的循环稳定性,失活后的催化剂经过200℃焙烧即可实现再生.

空心炭球的制备及在双电层电容器中的应用进展

超级电容器已逐渐成为一种重要的储能装置,依据储能机理可分为赝电容器和双电层电容器(Electric double-layer capacitors,EDLCs)。目前商用超级电容器主要是以炭材料为电极的EDLCs。空心炭球(Hollow carbon spheres,HCSs)具有大比表面积,良好的导电性,优异的电化学稳定性以及良好的机械强度等优点,其在EDLCs电极材料中的应用引起了研究者的广泛关注。本文对常用于HCSs合成的硬模板法、软模板法、无模板法和改进St?ber法以及HCSs在EDLCs中的电化学性能进行了综述,并对HCSs微结构中的比表面积、孔径尺寸和杂原子掺杂等因素与其电化学性能之间的关系进行了分析和归纳,以期为低成本、高活性HCSs应用在超级电容器和其他领域提供思路。

喷雾热解制备落叶松基炭球及其电化学性能

以落叶松木粉为原料,木粉液化后与甲醛制得落叶松基树脂,并以树脂作为碳前驱体,利用超声波喷雾热解法制备落叶松基炭球(LCSs)。通过改变炭化温度和落叶松基树脂质量分数制备得到不同的LCSs样品,采用SEM、TEM、N_2吸附-脱附等温线、XRD、Raman对LCSs的表面形貌、孔结构、晶型结构和石墨化程度进行表征,并对样品的电化学性能进行测试。研究结果表明:所制备的LCSs为无定形的规则球形结构,在炭化温度900℃、落叶松基树脂质量分数1%下制备得到的样品LCSs3的比表面积高达626.6 m^2/g,总孔容达到0.345 cm^3/g;在6 mol/L KOH电解液中,电流密度为0.2 A/g时比电容为309 F/g,当电流密度增加到5 A/g时,比电容为173.7 F/g,其比电容保持率为56%,显示了优异的倍率性能。

Pebax1657/聚糠醇基炭球混合基质膜的制备及性能研究

以糠醇为单体,聚醚(F127)为表面活性剂,通过乳液聚合法合成了聚糠醇微球,并以其为前驱体,通过程序控温炭化制备了聚糠醇基炭球。将聚糠醇基炭球作为填料加入到Pebax1657中制备了Pebax1657/聚糠醇基炭球混合基质膜,研究了聚糠醇基炭球的含量对膜性能的影响。结果表明,混合基质膜随着聚糠醇基炭球含量的增加,膜的渗透性能逐渐增大,选择性略有下降。在0.2 MPa、35℃的条件下,聚糠醇基炭球的质量分数为50%时,CO_(2)渗透系数高达423 Barrer,CO_(2)/N_(2)的分离系数为43.6,CO_(2)/CH_(4)的分离系数为13.2。

水热-软模板法制备介孔炭球及其应用

介孔炭球兼具炭材料以及球状胶体的优点,即优异的流动性、分散性、导电性以及可调控的孔径大小和粒径尺寸,使其在生物、催化、吸附分离和电化学等领域展示出良好应用前景。近年来,水热-软模板法作为一种有效的制备介孔炭球的方法被广泛报道,它通过水热实现球形结构的控制并借助软模板实现对介孔的调控。本文综述了水热-软模板法制备介孔炭球的最新进展,包括其结构与形貌的调控、改性和其应用。对如何选取碳源、软模板和溶剂等问题进行了总结并展望了其在各应用中的发展方向。

空心炭球在室温钠硫电池中的研究进展

室温钠硫(RT-Na/S)电池具有理论比容量高(1675 mAh/g)、能量密度大(1276 Wh/kg)以及钠、硫储量丰富且成本低等优势,在智能电网等大规模储能领域具有广阔的应用前景。然而,RT-Na/S电池仍然面临着诸多问题如硫导电性差、放电过程中体积膨胀以及中间态多硫化钠溶解穿梭等,严重地阻碍了电池性能的发挥和实际应用。近年来,空心炭球由于其独特的物理化学性质,在一定程度上能有效地解决硫正极中特别是多硫化钠的溶解穿梭等问题,有效提高了电池的性能。本文介绍了近年来空心炭球基材料的构筑及其在RT-Na/S电池中的应用,重点讨论了孔结构调控、掺杂基团与功能组分修饰对缓解“穿梭效应”及提高电池性能的影响,并对未来的发展进行了展望。