一种新颖煤基球形炭及其形成机理

介绍一种以煤为原料制得的形态新颖独特的球形炭材料,并用扫描电镜(SEM)、能量散射X射线探针(EDX)、X射线衍射(XRD)和激光紫外拉曼光谱等技术手段对其进行了研究,初步证实这种球形炭具有良好的结构取向和高度石墨化的内部构型.这种球形炭排列成链状或平板状,而且结构紧凑、表面光滑、粒度分布较均匀,直径在10～20μm,其碳质量分数大于99.5%.这种球形炭材料有望作为新的增强型材料在复合材料等领域获得应用.依据有关等离子体理论和实验结果对这种新颖球形炭材料的形成机理进行了讨论.

纳米球形炭的无催化化学气相沉积制备及其机理研究（英文）

以天然气为碳源,氢气为载气,通过无催化化学气相沉积的方法,合成不同粒径的球形炭。研究了沉积温度、压力和气体比例对化学气相沉积球形炭的影响。用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对实验结果进行表征。研究结果表明制备纳米球形炭（50～100 nm）的优化工艺为沉积温度1150℃、沉积压力5kPa和天然气/氢气（气体流量比）1∶4。本研究对球形炭的气相沉积机理进行了详细的研究。沉积温度对球形炭的尺寸和微结构影响较小,沉积压力对炭核的碰撞几率影响较大。另外,氢在炭形核过程中起来很重要的作用,氢的存在有效的较少了炭核的碰撞几率。

聚乙二醇改性酚醛树脂基球形炭吸附脱硫脱氮性能研究

运用扩展St?ber方法合成酚醛树脂基球形炭。在合成过程中,引入不同含量和不同分子质量的聚乙二醇,对所制备球形炭的结构进行改性。并以吲哚、喹啉、二苯并噻吩(DBT)作为目标吸附质,考察球形炭对模型油中含硫含氮化合物的吸附性能。结果表明,添加一定量聚乙二醇后,球形炭比表面积可提高至625m^2/g,微孔孔容增大为0.235m^3/g,对应的吸硫吸氮总量高达1.85 mmol/g。然而,当聚乙二醇添加量进一步增加时,在球形炭中形成的微孔孔径增大,比表面积和微孔孔容均减小,导致吸附量显著下降。此外,引入分子质量大的聚乙二醇,制备的酚醛树脂基球形炭的微孔孔容及吸附量均较大。

改性烟气脱硫球形活性炭的研究

以糠醛渣和炭粉的混合物为原料,分别掺入一定比例的CuO+V2O5,MnO2,制备具有低温催化活性的炭载脱硫催化剂,并对其脱硫效果、孔径、脱硫反应前后Cu,V,Mn离子的存在形式进行了研究。结果表明,CuO+V2O5,MnO2的加入使球形炭的比表面积降低,平均孔径增大,但脱硫效果却进一步提高,说明这两种金属活性组分在脱硫过程中确实起到了催化的作用。

沥青基球形硬炭的电化学性能研究

以石油沥青为原料,采用悬浮加热法分别制备了颗粒状和球状硬炭。采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜以及CO_2吸附测试对材料结构进行表征;利用恒流充放电和电化学阻抗谱技术对电化学性能进行了测试。结果表明,随着炭化温度从1 000℃升高到1 400℃,球状硬炭材料的CO_2吸附比表面积、孔容和充放电比容量逐渐减小,而首次库仑效率逐渐升高。在电流密度为37.2 mA/g下循环100次后球状硬炭的体积容量比颗粒状硬炭高出17.7%,且球形硬炭的电阻更小,在电流密度为1 860 mA/g时的比容量为103.3 mAh/g。

组合活化制备高孔隙率球形多孔炭及其超级电容性能

球形多孔炭具有堆实密度高、电极制作容易、比电容高等优点,是超级电容器理想的电极材料。优化球形多孔炭的比表面积和孔径结构是提高其储能性能的重要途径。本文将氯化锌活化剂与间苯二酚-六次甲基四胺原位共聚,再低温化学活化或辅以二氧化碳物理活化,得到了比表面积1947 m^2/g,孔体积1.27 cm^3/g的球形多孔炭。在1 mol/L的TEABF_4/PC电解液中,以所制球形多孔炭为电极的超级电容器在功率密度分别为259和9519W/kg时,比能量达到30和15 Wh/kg,且在1 A/g循环5000次后,比容量仍然保持在84%。

不同造孔剂负载金属活性炭的制备及其脱硫性能初步研究

以糠醛渣、酚醛树脂和一定的造孔剂为原料制备球形活性炭,考察其碘吸附值和负载金属的性能,结果表明,较好的造孔剂为CMC。同时,通过浸泡方式在活性炭上负载铜、钒以及铜钒复合物,在不同温度下考察各活性炭的脱硫性能,结果表明,负载钒的活性炭在437 K下对SO2的转化有明显的催化作用,而铜、钒负载量的适当增加有利于活性炭吸附性能的提高。

NaOH活化制备超级电容器用活性炭球电极材料

以NaOH为活化剂、采用蔗糖水热法,制备超级电容器用高比表面积球形活性炭电极材料。采用标准N2吸附法、SEM和XRD对活性炭的结构进行表征,用恒流充放电测试其在1mol/L Et4NBF4/PC电解液中的电化学性能,并将其与日本商业电容炭YP17进行了比较。结果表明:ζ(NaOH∶活性炭)为5∶1、600℃活化1h制备的球形活性炭比表面积为3261m2/g,其比电容可达156F/g,远大于YP17(108F/g),大电流倍率性能突出。

环氧氯丙烷对淀粉热解行为的影响及其交联机理

首先制备了环氧氯丙烷交联的玉米淀粉,然后经稳定化和炭化得到淀粉基类球形炭材料。通过TG-MS分析玉米淀粉在环氧氯丙烷影响下的热解行为;采用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)对淀粉基类球形炭材料的微观形貌和晶型结构进行表征;利用原位红外(in situ FTIR)对淀粉热解过程中表面化学演化进行表征;最后,通过以上表征及分析探究环氧氯丙烷对淀粉热解行为的影响并深入探究了环氧氯丙烷与淀粉的交联反应机理。结果表明,淀粉交联环氧氯丙烷后,热稳定性得到有效提高,最大热失重温度提前,热解过程相对温和,避免淀粉在剧烈反应时基本骨架结构遭到破坏和炭收率显著降低,同时,交联淀粉在后续的热解过程中更趋向于向芳香族结构转化,在相同温度下比纯淀粉热解产物炭化程度高,得到的最终产物炭收率高;环氧氯丙烷与淀粉在热解过程中与淀粉发生交联反应,形成稳定的网状结构稳定淀粉炭骨架从而减少淀粉中挥发性小分子物质的产生。

A Reynolds mass flux model for gas separation process simulation:Ⅱ.Application to adsorption on activated carbon in a packed column

Simulations of adsorption process using the Reynolds mass flux model described in Part I of these serial articles are presented. The object of the simulation is the methylene chloride adsorption in a packed column(0.041 m id,packed with spherical activated carbon up to a length of 0.2 m). With the Reynolds mass flux model,breakthrough/regeneration curves, concentration and temperature as well as the velocity distributions can be obtained. The simulated results are compared with the experimental data reported in the literature and satisfactory agreement is found both in breakthrough/regeneration curves and temperature curves. Moreover,the anisotropic turbulent mass diffusion is characterized and discussed.

文摘

以天然气为碳源，氢气为载气，通过无催化化学气相沉积的方法，合成不同粒径的球形炭。研究了沉积温度、压力和气体比例对化学气相沉积球形炭的影响。