电阻炉-红外吸收法测定沥青焦碳线中全碳含量

建立了电阻炉-红外吸收测定沥青焦碳包芯线中碳的分析方法,采用合成标样校正,解决了冶金新兴原材料碳线分析中无方法、无标准样品的问题,实际应用比对获得满意结果.方法准确、快速,可与经典重量法媲美.并提出在高碳材料分析中,不可混淆固定碳和全碳,盲目用固定碳分析代替全碳分析.

电阻炉-红外吸收法测定沥青焦碳线中全碳含量

本文实验建立了电阻炉-红外吸收测定沥青焦碳包芯线中碳的分析方法,通过实验验证采用合成标样校正,解决了冶金新兴原材料碳线分析中无方法、无标准样品的问题,实际应用比对获得满意结果。并且方法准确、快速,可于经典重量法比美。并通过实验提出在高碳材料分析中,不可混淆固定碳和全碳,盲目用固定碳分析代替全碳分析。

氮掺杂碳纳米线负载MnO纳米粒子作为水系锌离子电池正极的性能研究

水系锌离子电池(AZIBs)因锌的氧化还原电位低、能量密度高而有巨大的应用前景,其中储存Zn^(2+)的宿主正极决定了电池的放电性能和循环稳定性。以含有3个羧基的次氮基三乙酸(Nitrilotriacetic acid,NTA)为配体,通过简单的调整Mn^(2+):NTA的比例,制备了3种一维纳米线结构聚合物,并经煅烧处理中得到了3种氮掺杂碳纳米线负载不同粒径MnO材料MnO/NC-x。其中Mn^(2+)∶NTA比例为0.5时制备的MnO/NC-0.5中MnO粒径最小,且均匀的分散于纳米线表面。该材料作为AZIBs正极展现了卓越的离子扩散性和导电性等动力学特征。在2 A/g的高电流密度下该材料显示出158 mAh/g的倍率性能,并在1 A/g的条件下经历1000个循环后仍有96%的容量保持率,表现出卓越的循环稳定性。

不锈钢与碳钢管线钢等工件超声波检测底波问题的研究

不锈钢以及碳钢管线钢等工件超声波检测中,对应工件中存在的不同问题,底波会表现为底波消失、底波下降等情况。旨在结合实际检测中遇到的底波改变状况,研究不同情况下,不锈钢以及碳钢管线钢等工件存在问题与底波改变的对应关系,对各类产品的超声波检测起到参考作用。

聚苯胺/介孔碳纳米线复合电极材料的制备和性能

以介孔碳纳米线为基体,通过电化学方法制备了新型聚苯胺/介孔碳纳米线(PANI/MCFs)复合材料,采用SEM和TEM等手段对样品的结构和形貌进行了表征.结果表明,聚苯胺均匀附在介孔碳纳米线表面,并填充到纳米线介孔孔道中.将复合材料组装成三电极体系超级电容器,用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行了测试.结果显示,在1 mol/L H2SO4溶液中,复合材料的比电容达到391 F/g,其循环稳定性也得到显著提高.

熔盐电解法制备纳米碳管及纳米线

以LiCl、LiCl+SnCl2 等为熔盐电解质 ,采用电解石墨的方法制备了纳米碳管和纳米线 ,并运用TEM、XRD、EDS等分析手段对产物的形貌和结构进行了表征 .结果表明 ,熔盐成分对电解产物的形态和性质有显著影响 .在LiCl熔盐中可得到直径为 75～ 10 0nm的纳米碳管 ;在LiCl+1.0 %SnCl2 熔盐中可生成 β Sn填充的纳米碳管 .XRD测试表明 ,电解制备的 β Sn纳米线经氧化处理后在碳管内可转变为SnO2 ,其晶体结构为四方晶系 ,直径为 2 0～ 5 0nm .电解过程中Li+ 在石墨阴极上反应生成的LiC6化合物对纳米碳结构的形成具有重要作用 .

基于碳纳米线传感器的三维六向编织复合材料内部损伤定位

为研究三维编织复合材料的实时结构健康状态监控,针对三维六向编织复合材料编织结构,采用三维四步六向编织方法将碳纳米线传感器以轴向纱和六向纱形式嵌入复合材料中,提出了一种构建智能三维复合材料的方法,建立了基于碳纳米线的三维编织复合材料试件内部损伤监测系统。基于碳纳米线测量的电阻值矩阵,采用四分矩阵奇异值分解方法分析信号矩阵的主要特征,计算试件内部的损伤准确位置。实验采用5种不同类型损伤试件进行分析,结果表明,该方法计算的试件内部损伤位置与实际损伤一致,测量的损伤位置坐标误差小于1。该研究可为智能三维编织复合材料的健康监测发展提供理论基础。

供热行业碳排放基准线研究——以沈阳市为例

根据沈阳市72家供暖企业调研数据,利用IPCC温室气体清单方法核算供热企业碳排放量。结果表明:在151d供暖期内,不同热源形式碳排放强度差异显著,小型分散锅炉房平均碳排放强度为58.25 kg CO_2/m^2,区域锅炉房为53.42kgCO_2/m^2,热电联产为49.87 kgCO_2/m^2,组合式热源(燃煤锅炉+热泵)为34.49kgCO_2/m^2,清洁能源为21.58kg CO_2/m^2。基于不同热源形式碳排放强度和清洁发展机制推荐的基准线确定方法,设置了实际排放、历史排放、单体容量40 t/h以上区域锅炉房排放、热电联产排放、技术水平领先前30%和40%企业排放6种基准线情景。通过各个碳排放基准线值比较,结合沈阳市的经济技术发展水平和未来碳交易市场计划,建议选择技术水平领先前40%企业排放情景下的碳排放基准值46.57 kg CO_2/m^2作为沈阳市2013年供暖行业的碳排放基准线。以此基准线为起始基准线,对2014—2020年的碳排放基准线进行了预测。

多巴胺在电沉积石墨烯修饰碳分子线电极上的电化学测定

以分子线二苯乙炔为修饰剂和粘合剂制备了一种新型的碳糊电极-碳分子线电极（CMWE）,并以其为基底电极采用电化学还原法将石墨烯（GR）沉积到CMWE表面得到电沉积石墨烯修饰碳分子线电极（GR/CMWE）。考察了多巴胺（DA）在该修饰电极上的电化学行为。实验结果显示DA在GR/CMWE上出现了1对峰形良好的氧化还原峰,与裸电极相比,该氧化还原峰的电流增大,峰电位差减小,表明修饰电极对DA的电化学反应有催化作用。在最佳实验条件下峰电流与DA浓度在8.0×10-7-2.0×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限（3σ）为2.55×10-7 mol/L。将该电极用于多巴胺注射液样品的检测,结果满意。

碳分子线基态特性理论研究

从第一原理出发，利用密度泛函理论B3LYP系统研究了碳分子线Cn（n=3～10）的电子结构特性．对优化结果分析发现，由于离域效应的作用，当n为奇数时，分子线基态为单重态，反之，当n为偶数时，三重态为其稳定的基态．对其电子结构分析可得，随着n的增加，体系能量逐渐降低；同时本文确定了分子线体系最高占据轨道HOMO能量E^H、最低未占据轨道LUMO能量E^L与n的关系式，即En-2^H〈En^H〈En＋2^H，En-2^L〉En^L〉En＋2^L，因而碳分子线的费米能级会表现出特有的奇偶性．该工作将有利于准确认识分子器件的伏安特性，设计出良好性能的分子器件。

嵌入碳纳米线的三维编织复合材料损伤监测

为实现对三维编织复合材料制件损伤情况进行实时监测,提出了通过三维五向四步法在三维编织复合材料中嵌入碳纳米线传感器的方法,由于碳纳米线传感器与碳纤维具有相似性,因此碳纳米线嵌入三维编织复合材料制件后对其承载性能几乎没有影响。通过三点弯曲实验分析了碳纳米线在三维编织复合材料制件遭受外界应力时其电阻变化率与应力应变的相关性。实验结果显示其相关性为指数拟合关系,因此,三维编织复合材料的损伤状况可通过嵌入其中的碳纳米线传感器的电阻变化率与制件所承载的应力应变函数映射关系来进行实时监测。

碳分子线激发态特性的TDDFT方法研究

采用含时密度泛函(TDDFT)方法研究了外电场对碳分子线激发态、振子强度和偶极矩的影响,结果表明外电场的大小对碳分子线激发态激发能、振子强度等都有明显影响.碳分子线的电偶极矩随Z轴方向电场的增强而急剧增大.进一步分析表明,Z轴方向电场的存在使正负电荷分别向某端聚集,从而会对碳分子线的电子传输、伏安特性等产生一定的影响.

三维编织复合材料弯曲承载下嵌入碳纳米线的特性分析

为实现三维编织复合材料实时承载监测,基于碳纳米线嵌入三维编织复合材料预制件的方法,研究了嵌入碳纳米线三维编织复合材料制件在三点弯曲试验中碳纳米线的应变特性。结果表明:在三点弯曲过程中,制件加载至断裂碳纳米线的电阻变化具有单调一致性,碳纳米线电阻变化符合一定指数函数关系;在大负荷加载后碳纳米线产生电阻滞后现象;制件卸载后,碳纳米线传感器产生残余电阻。研究结果证明:碳纳米线传感器在弯曲承载下能够实时监测三维编织复合材料结构健康状况,为三维编织复合材料结构健康监测系统的构建提供了参考。

碳纳米线的制备与特性分析研究

采用水辅助化学气相沉积工艺生成碳纳米管阵列,由碳纳米管阵列纺纱制得碳纳米线,并对其力学特性及电气特性等进行分析研究。对相关实验数据处理后得出:碳纳米线的电阻率随纱线直径减少而降低,比强度随碳纳米线螺旋角的增大而降低,其平均纱线强度随碳纳米管阵列高度的增加而增加;碳纳米线沿长度方向具有非常好的一致性。加热和拉力组合纺纱(HTS技术)测试实验表明,通过对碳纳米管束进行张力处理和加热技术,可有效提高碳纳米线的力学性能及电气性能,对其在智能复合材料的深层应用提供研究基础,同时也为其在先进智能复合材料的研发与应用提供技术依据。

120～170km/h条件下碳滑板/铜接触线摩擦磨损性能试验研究

在环—块式高速摩擦磨损试验机上,试验研究电流I=100～300A、滑动速度v=120～170km/h和法向载荷Fn=100～200N条件下纯碳滑板/铜接触线的摩擦磨损性能。结果表明:无电流时,碳滑板磨损率很低,一般不超过0.0014g/km,但摩擦因数较高,一般在0.30以上。加入电流后,碳滑板的磨损率明显增加,达到无电流时磨损率的10倍多;而摩擦因数明显降低,一般在0.24～0.30间波动。观察碳滑板磨损形貌发现,无电流时磨痕面积较小,随着电流的增加磨痕面积不断增大;且磨损面出现电弧烧蚀的黑色流线和麻点。滑动速度、法向载荷对碳滑板摩擦磨损性能影响较小,而电流作用引起的高温磨损和电弧烧蚀是导致碳滑板材料磨损加剧的主要因素。

催化燃烧法合成碳纳米线

研究了碳源与催化剂先体对催化燃烧法制备的碳纳米线的影响。采用Cu薄片作为基底,分别采用甲醇、乙醇、丙酮作为碳源,Fe(NO3)3,Ni(NO3)2,Co(NO3)分别作为催化剂先体。将催化剂先体溶解到乙醇中,形成催化剂先体溶液,然后将其涂敷到铜基底上。干燥后,置于火焰中适当的位置,燃烧一定时间,便可制备出黑色絮状沉积物,即碳纳米线。对所制备的产物采用了扫描电子显微镜进行了表征。实验结果表明,使用丙酮、乙醇作为碳源,铁盐、镍盐作催化剂先体时生成的碳纳米线一致性较好。

碳纳米线在三维编织复合材料健康监测中的应用

对三维编织复合材料健康监测技术的现状进行分析,提出采用四步法三维编织技术将碳纳米线与复合材料共同编织形成智能复合材料;对复合材料预制件进行拉伸承载实验,实验数据表明预制件的编织角和碳纳米线织入间距是影响健康监测的重要因素.实验结果说明了碳纳米线传感器作为一种新的综合和分布式技术应用于复合材料制件的健康检测的可行性.

电弧能量对碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能影响

在环-块式高速摩擦磨损试验机上,试验研究在交流电场和不同接触压力条件下电弧放电对纯碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:纯碳滑板/铜接触线的摩擦因数随着接触压力的增大而减小,无电流时,摩擦因数一般在0.38～0.59之间波动,有电流时,摩擦因数一般在0.27～0.57之间波动;随着接触压力的增大,电弧放电频率以及单个采样间隔时间内离线电弧放电能量随之减小;加载100 A电流时,纯碳滑板材料的磨损量高于无电流时滑板材料的磨损量,且磨损量随着接触压力的增大而逐渐减小;碳滑板的磨损率随电弧能量的增大而增大,呈比例关系。

原子个数n对碳分子线C_n(n=3～10)基态结构特性的影响

利用密度泛函B3LYP方法,在6-311++g**基组水平上对碳分子线Cn(n=3～10)体系的基态电子结构特性等作了理论计算.计算结果表明,当n为奇数时,碳分子线Cn基态都为单重态,反之,当n为偶数时,三重态为其稳定的基态.同时在得到碳分子线基态构型的基础上,对其极化率、电荷分布和能级分布进行了研究,确定了碳分子线体系最高占据轨道HOMO能量EH,最低未占据轨道LUMO能量EL与n的关系式,即EnH-2<EHn<EnH+2,EnL-2>ELn>EnL+2.因而碳分子线Cn(n=3～10)体系的费米能级会表现出特有的奇偶振荡,本文也对该现象出现的原因进行了讨论.

类金刚石碳纳米线的制备及生长机理

采用热蒸发法制备了类金刚石碳纳米线,利用透射电子显微镜(TEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对样品的形貌和结构进行观察,发现该碳纳米线具有圆形实心结构,表面光滑,直径1040nm;拉曼光谱研究显示特征峰出现在1352cm-1和1586cm-1处,为典型的类金刚石结构。用CO辅助生长机理解释类金刚石碳纳米线的形成过程。