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高触变性高密度凝胶碳氢燃料的制备及性能 被引量:11
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作者 鄂秀天凤 潘伦 +1 位作者 张香文 邹吉军 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期501-508,I0007,共9页
采用有机凝胶剂(Gn)和气相二氧化硅(SiO2)分别与HD-01、HD-03、HD-03-I、QC 四种纯液体高密度燃料制备了相应的凝胶碳氢燃料,研究了所需凝胶剂Gn 和SiO2的最小添加量,测定了凝胶碳氢燃料的密度、黏度、热值等基础物理性质。考察了其热... 采用有机凝胶剂(Gn)和气相二氧化硅(SiO2)分别与HD-01、HD-03、HD-03-I、QC 四种纯液体高密度燃料制备了相应的凝胶碳氢燃料,研究了所需凝胶剂Gn 和SiO2的最小添加量,测定了凝胶碳氢燃料的密度、黏度、热值等基础物理性质。考察了其热稳定性、离心稳定性、长期存储挥发性等稳定性能,以及流变性能。结果表明,至少添加6% SiO2才能使纯液体高密度燃料形成凝胶碳氢燃料,而Gn 最小添加量不大于1%,且Gn 对燃料本身的密度和热值几乎没有影响;Gn 凝胶碳氢燃料在-40 ℃低温保存、长期室温存储或高速离心后无液体渗出现象;Gn 凝胶碳氢燃料的黏度随剪切速率增加而明显下降,接近纯液体燃料黏度;通过扫描电镜发现Gn 凝胶剂在燃料中可自组装形成三维纤维网状结构,搅拌或高温(150 ℃)可破坏该结构,静置或降温又可恢复,使得Gn 凝胶碳氢燃料具有明显优于SiO2凝胶燃料的流变性和触变性,更利于管道运输和雾化。 展开更多
关键词 液体高密度燃料 胶碳氢燃料 稳定性 剪切流变性
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生物质碳气凝胶的研究现状及发展趋势 被引量:2
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作者 张佳彬 高丹丹 张展硕 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-62,67,共5页
生物质碳气凝胶具有高孔隙率、大比表面积、突出的机械性能和非凡的导电性等优点,是全球绿色发展背景下的研究热点。对生物质碳气凝胶的发展历程、原料种类、制备过程、应用领域及未来发展前景等方面进行了综述。
关键词 生物基 气凝 气凝
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利用电石渣替代水泥开发固碳胶凝材料
3
作者 许雪艳 贾英杰 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期123-128,136,共7页
本研究利用电石渣替代部分水泥,制备新型固碳胶凝材料,研究了不同电石渣含量的胶凝材料对600 kg/m3等级泡沫混凝土的基础性能及固碳性能的影响。研究表明:电石渣的掺入导致泡沫混凝土气孔变大,28 d抗压强度先升高后降低,保温性能提高;... 本研究利用电石渣替代部分水泥,制备新型固碳胶凝材料,研究了不同电石渣含量的胶凝材料对600 kg/m3等级泡沫混凝土的基础性能及固碳性能的影响。研究表明:电石渣的掺入导致泡沫混凝土气孔变大,28 d抗压强度先升高后降低,保温性能提高;当电石渣取代10%水泥,制备出的泡沫混凝土干密度为595 kg/m3,28 d抗压强度比未掺加电石渣的提高4.2%,达5.0 MPa;当电石渣取代50%水泥,制备出的泡沫混凝土导热系数比未掺加电石渣的降低17.1%,为1.131 W·m-1·K-1。电石渣掺加有利于改善泡沫混凝土收缩,当电石渣掺量增加,泡沫混凝土先呈现收缩减小后出现膨胀。碳化养护不仅能够固化封存CO_(2),还能提高泡沫混凝土的力学性能与保温性能。电石渣掺量越高,泡沫混凝土固碳能力越强,电石渣掺量为50%时,CO_(2)的捕获量达到46.02 wt%。 展开更多
关键词 电石渣 凝材料 泡沫混凝土 气孔结构 导热系数 力学性能
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MnO_(2)/碳气凝胶复合电极材料的制备及其电化学性能
4
作者 夏傲 陈军 +2 位作者 李佳萌 于博涛 谈国强 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第6期126-133,共8页
采用溶胶-凝胶法,利用可溶性淀粉制备碳气凝胶基体,并通过水热反应将MnO_(2)纳米结构在碳气凝胶(CA)表面原位生长,制得了MnO_(2)/CA复合电极材料,并对该复合材料进行了结构和形貌表征以及电化学性能测试.结果显示,MnO_(2)/CA复合材料相... 采用溶胶-凝胶法,利用可溶性淀粉制备碳气凝胶基体,并通过水热反应将MnO_(2)纳米结构在碳气凝胶(CA)表面原位生长,制得了MnO_(2)/CA复合电极材料,并对该复合材料进行了结构和形貌表征以及电化学性能测试.结果显示,MnO_(2)/CA复合材料相比于纯相的MnO_(2)有着更好的电化学性能.样品M15CA(原料中KMnO 4与CA以15∶1的质量比复合得到的样品)在1 A/g的电流密度下比电容可达202 F/g,电流密度从1 A/g增加至10 A/g时比电容保持率为77.4%,在10 A/g下经过10000次循环后比电容保持率为88.6%.复合材料性能的提升主要归因于CA高的导电性,其与MnO_(2)复合后电极的转移电阻显著降低.另外,CA的三维多孔网络结构有效防止了MnO_(2)的团聚,使得电极材料与电解液更加充分接触、反应活性位点增多. 展开更多
关键词 超级电容器 MnO_(2) 气凝 电极材料 复合材料
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低碳胶凝修补材料的碳化性能研究
5
作者 周伟 李小阳 +1 位作者 甘会平 宋同治 《重庆建筑》 2024年第S01期76-78,共3页
碱激发矿渣水泥在碳减排和实际工程应用方面具有巨大的潜力,但相较于普通硅酸盐水泥,人们对碱激发矿渣水泥各种作用机理的认识还不够透彻,对碱激发矿渣水泥的耐久性评价也存在不足。作为混凝土耐久性的重要因素,碱激发矿渣水泥的碳化过... 碱激发矿渣水泥在碳减排和实际工程应用方面具有巨大的潜力,但相较于普通硅酸盐水泥,人们对碱激发矿渣水泥各种作用机理的认识还不够透彻,对碱激发矿渣水泥的耐久性评价也存在不足。作为混凝土耐久性的重要因素,碱激发矿渣水泥的碳化过程需要更多的研究。该文通过XRD、FT-IR和TG等方法,对加速碳化(1%CO_(2))和自然碳化(约0.04%CO_(2))的碱激发矿渣水泥样品的碳化产物进行了分析对比,探究了碳化过程。结果证明,通过增加CO_(2)浓度进行快速测试是合理的。 展开更多
关键词 碱激发水泥 耐久性 凝体系 成分分析
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低碳复合胶凝材料对水泥和混凝土性能的影响
6
作者 刘远祥 杨婷丽 +4 位作者 张华献 孙亚民 曹鑫铖 叶国林 宋秋磊 《混凝土与水泥制品》 2024年第7期89-93,102,共6页
将粉煤灰和矿粉按不同质量比(m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)=7∶3、6∶4、5∶5)制备成了低碳复合辅助性胶凝材料,研究了其等质量替代15%、30%的水泥对胶凝材料需水量比、流动度比和活性指数的影响,优选出了最佳m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)。在此基础上... 将粉煤灰和矿粉按不同质量比(m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)=7∶3、6∶4、5∶5)制备成了低碳复合辅助性胶凝材料,研究了其等质量替代15%、30%的水泥对胶凝材料需水量比、流动度比和活性指数的影响,优选出了最佳m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)。在此基础上,研究了低碳复合辅助性胶凝材料等质量替代0、10%、15%、20%、30%的水泥对胶凝材料标准稠度用水量和凝结时间的影响,以及等质量替代0、10%、20%、30%、40%的水泥对C50混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:在水泥中掺入适量低碳复合辅助性胶凝材料有效改善了胶凝材料体系的工作性,延缓了早期(3 d)水化速度,提高了胶砂7 d、28 d抗压强度,最佳m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)为5∶5;随着低碳复合辅助性胶凝材料掺量的增加,胶凝材料的标准稠度用水量变化很小,凝结时间延长;C50混凝土的坍落度随着低碳复合辅助性胶凝材料掺量的增加而增大,7 d和28 d抗压强度先增大后减小,最佳掺量为30%。 展开更多
关键词 复合辅助性凝材料 水泥 混凝土 工作性 力学性能
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低碳胶凝材料的研究进展 被引量:14
7
作者 聂松 周健 +1 位作者 徐名凤 李辉 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期56-64,共9页
水泥作为构筑现代社会不可或缺的原材料,在满足基础设施建设巨大需求的同时,自身生产伴随着CO_(2)排放高的问题。近年来,为减少水泥生产过程中的CO_(2)排放,实现水泥行业可持续发展,人们提出了一系列CO_(2)减排措施,包括提高能源效率、... 水泥作为构筑现代社会不可或缺的原材料,在满足基础设施建设巨大需求的同时,自身生产伴随着CO_(2)排放高的问题。近年来,为减少水泥生产过程中的CO_(2)排放,实现水泥行业可持续发展,人们提出了一系列CO_(2)减排措施,包括提高能源效率、使用替代原燃料、使用辅助胶凝材料、采用CCUS技术以及开发新型低碳胶凝材料等。从长远来看,低碳胶凝材料将在水泥行业CO_(2)减排中起重要作用。本文总结了低熟料水泥、低钙水泥、固碳水泥和碱激发胶凝材料四类低碳胶凝材料的研究进展,介绍了各类低碳胶凝材料的制备方法与基本性能,对比分析了传统硅酸盐水泥与低碳胶凝材料的CO_(2)排放,最后指出了低碳胶凝材料发展过程中存在的问题,并为其进一步研究工作提出了建议。 展开更多
关键词 水泥 CO_(2)排放 凝材料 CO_(2)减排技术
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超微孔废纸碳气凝胶的制备及其CO_(2)吸附性能研究
8
作者 顾锦阳 张雄 +4 位作者 张俊杰 邵敬爱 张世红 杨海平 陈汉平 《燃料化学学报(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1336-1347,共12页
气候变化的加剧要求更加绿色高效的碳减排技术和产品的开发。固废和生物质衍生的常规CO_(2)碳质吸附剂材料吸附效果较差,需要进行额外的活化改性以提升多孔炭的吸附性能。本工作以废纸为原料,经过简单预处理和溶胶凝胶炭化工艺,得到微... 气候变化的加剧要求更加绿色高效的碳减排技术和产品的开发。固废和生物质衍生的常规CO_(2)碳质吸附剂材料吸附效果较差,需要进行额外的活化改性以提升多孔炭的吸附性能。本工作以废纸为原料,经过简单预处理和溶胶凝胶炭化工艺,得到微孔高度发达的超微孔废纸碳气凝胶,探究了不同种类废纸和制备温度的影响。对材料的理化特性和CO_(2)吸附性能进行了表征和测试,结果表明,废纸碳气凝胶的孔隙结构发达,呈类蜂窝状。打印纸为原料,800℃下制备的废纸碳气凝胶具有大比表面积1369.94 m^(2)/g、高孔容0.59 cm^(3)/g和孔径为0.4-0.8 nm的超微孔。无需改性,0℃时的CO_(2)吸附量为247 mg/g,对应CO_(2)/N_(2)吸附选择性为11,25℃时的动力学吸附量为151 mg/g,七次吸脱附循环的平均波动幅度小于5%,对烟气CO_(2)(10%)的捕获量为42 mg/g。废纸碳气凝胶展现出优异的CO_(2)吸附性能和再生稳定性,优于固废和生物质衍生的常规炭材料。本工作也为固废处置和资源化利用提供了新思路。 展开更多
关键词 废纸 气凝 超微孔 CO_(2)吸附
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甘蔗渣碳气凝胶负载纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究
9
作者 张国强 戎西林 +6 位作者 肖振芳 薛自然 程昊 冯军 刘泉 陆瑶 黄文艺 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期131-138,共8页
通过浸渍-煅烧法成功制备出一系列甘蔗渣纤维素基碳气凝胶(BCCA)负载纳米氧化锌复合材料(BCCA/ZnO),并用于降解甲基橙染料(MO)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-... 通过浸渍-煅烧法成功制备出一系列甘蔗渣纤维素基碳气凝胶(BCCA)负载纳米氧化锌复合材料(BCCA/ZnO),并用于降解甲基橙染料(MO)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、N_(2)吸附-脱附等测试方法对制备的BCCA/ZnO进行表征测试。研究结果表明,BCCA具有三维多孔网络状结构,经醋酸锌溶液浸泡、高温碳化后,在其表面原位生成球状纳米ZnO颗粒。在模拟紫外光条件下,BCCA/ZnO具有良好的催化活性,当pH=11时BCCA/ZnO-3可以在80 min内对MO的降解率为99%。重复使用4次后,BCCA/ZnO-3在80 min内对MO的降解率为99%,仍然具有优异的催化效果,表明BCCA/ZnO-3具有较好的稳定性和重复使用性。同时,探究了光催化降解机理,发现·OH起主要作用,h^(+)起次要作用,而·O_(2)^(-)不起作用。 展开更多
关键词 光催化 ZNO 气凝 甘蔗渣纤维素
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基于活化生物质碳气凝胶的高性能微生物燃料电池
10
作者 郭文显 张燕 +5 位作者 张云 邓才智 石锦煜 陈妹琼 张敏 程发良 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4793-4803,共11页
开发新型、高效、廉价的阳极材料,是解决微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)应用瓶颈问题的主要途径之一。使用简单生物质直接炭化法基于甘蔗秸秆制备了先进的生物质碳气凝胶(carbon aerogel,CA),并以此为阳极开发了高性能的MFC... 开发新型、高效、廉价的阳极材料,是解决微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)应用瓶颈问题的主要途径之一。使用简单生物质直接炭化法基于甘蔗秸秆制备了先进的生物质碳气凝胶(carbon aerogel,CA),并以此为阳极开发了高性能的MFCs。结果显示,得益于天然有序的三维孔结构保证了有效电活性和微生物可及面积,良好的导电性能和生物相容性,以CA-900℃为阳极的MFCs功率密度是二维相同体积碳纸MFCs的2.58倍。经过进一步的电氧化结合还原过程得到的活化生物质碳气凝胶(activated carbon aerogel,ACA)石墨化程度明显增大,导电率显著增强,分级孔结构得到进一步优化,其比表面积和孔体积分别是活化前的1.8倍和2.35倍。ACA-30min MFC的功率密度和库仑效率分别是活化前的1.11倍和1.33倍。这些结果将促进用于MFCs装置的低成本、高效率的生物质三维碳材料的开发,同时为污水净化、农业资源的循环利用开辟新思路。 展开更多
关键词 微生物燃料电池 阳极 生物质 气凝 电化学 活化
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微晶AH_(3)含量对高碱碳铝酸盐胶凝材料性能的影响
11
作者 刘源涛 张戎令 +1 位作者 董必钦 王琰帅 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1135-1142,共8页
为研究微晶氢氧化铝凝胶(AH_(3))含量对高碱碳铝酸盐胶凝材料性能的影响,设计了氢氧化钠与氢氧化铝复合溶液、偏铝酸钠溶液复配激发石灰石粉的方案.结果表明:随着激发剂中偏铝酸钠溶液的占比从0%逐步增至100%,基体中的单碳型碳铝酸钙含... 为研究微晶氢氧化铝凝胶(AH_(3))含量对高碱碳铝酸盐胶凝材料性能的影响,设计了氢氧化钠与氢氧化铝复合溶液、偏铝酸钠溶液复配激发石灰石粉的方案.结果表明:随着激发剂中偏铝酸钠溶液的占比从0%逐步增至100%,基体中的单碳型碳铝酸钙含量相对稳定,而微晶AH_(3)的含量则逐渐增加,三水铝石的含量相应减少;微晶AH_(3)的平均晶粒尺寸约19.5 nm,显著小于三水铝石的中值粒径5.82μm,因而微晶AH_(3)具有更大的比表面积和更强的胶凝性能;随着微晶AH_(3)含量的增加,基体中凝胶孔的占比提升,孔隙结构更致密;试样抗压强度与微晶AH_(3)含量之间呈线性正相关关系,即微晶AH_(3)的含量越高,试样的强度越高. 展开更多
关键词 高碱铝酸盐凝材料 微晶AH_(3) 三水铝石 凝性能
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超细低碳胶凝材料的制备及应用研究 被引量:2
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作者 崔雷 范凯 +9 位作者 周桃义 周新 陈浩 王裕银 王麟 柏立果 陈勤丰 马友来 郦军科 刘斌 《混凝土与水泥制品》 2024年第1期87-89,共3页
为了在减碳的同时实现建材企业的降本增效,以矿渣粉和粉煤灰(质量比5∶5)为主要原材料,制备了一种超细低碳胶凝材料,研究了其对混凝土和水泥性能的影响。结果表明:在混凝土制备过程中,用适量超细低碳胶凝材料等质量部分替代水泥,可以有... 为了在减碳的同时实现建材企业的降本增效,以矿渣粉和粉煤灰(质量比5∶5)为主要原材料,制备了一种超细低碳胶凝材料,研究了其对混凝土和水泥性能的影响。结果表明:在混凝土制备过程中,用适量超细低碳胶凝材料等质量部分替代水泥,可以有效提高混凝土的力学性能;在水泥生产过程中,用超细低碳胶凝材料等质量替代0~15%的水泥原料,对水泥的标准稠度用水量和凝结时间影响不大,但能有效提高水泥的抗折、抗压强度。研究结果可为建筑行业减碳增效途径的选择提供参考。 展开更多
关键词 水泥 混凝土 超细低凝材料 增效
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CoCuO_(x)/碳气凝胶的制备及光催化性能研究
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作者 梁慧 朱钰晓 +3 位作者 刘同金 李如美 李瑞娟 房锋 《山东化工》 CAS 2024年第1期15-19,共5页
水体中难降解有机污染物严重威胁人类健康,光催化法因其对有机污染物降解彻底而成为研究热点。采用一步法成功制备CoCuO_(x)/碳气凝胶(CoCuO_(x)/CA),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA/DTG)等手段对光催化剂的结... 水体中难降解有机污染物严重威胁人类健康,光催化法因其对有机污染物降解彻底而成为研究热点。采用一步法成功制备CoCuO_(x)/碳气凝胶(CoCuO_(x)/CA),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA/DTG)等手段对光催化剂的结构、形貌进行了表征分析,并研究了其光催化性能。考察了不同反应体系、降解时间、循环使用次数等因素对CoCuO_(x)/碳气凝胶催化性能的影响。结果表明,在模拟太阳光下,CoCuO_(x)/碳气凝胶能够快速活化H_(2)O_(2),120 min内对有机污染物亚甲基蓝、刚果红和苯酚的降解效率分别为95.8%,95.13%,83.85%;3次循环使用后,CoCuO_(x)/碳气凝胶的稳定性良好,对亚甲基蓝的去除率仍超过95%。自由基猝灭实验证明?OH是反应体系中的主要活性物种。 展开更多
关键词 光催化 气凝 有机污染物 催化机理
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改性碳气凝胶/石蜡复合相变储热材料的研究 被引量:1
14
作者 户晶荣 李欣聪 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期58-63,共6页
将石蜡与墙体材料复合能降低建筑人居能耗,但其易泄漏的问题严重影响了复合相变储热材料的广泛应用,采用吸附能力强的碳气凝胶为吸附载体,有望解决复合相变材料容易泄漏的弊端。为进一步提高碳气凝胶吸附石蜡的性能,采用不同质量分数的... 将石蜡与墙体材料复合能降低建筑人居能耗,但其易泄漏的问题严重影响了复合相变储热材料的广泛应用,采用吸附能力强的碳气凝胶为吸附载体,有望解决复合相变材料容易泄漏的弊端。为进一步提高碳气凝胶吸附石蜡的性能,采用不同质量分数的三甲基氯硅烷对碳气凝胶表面进行改性,通过XRD、SEM与FT-IR等表征手段探究了碳气凝胶表面结构的变化规律。结果表明:改性过程中三甲基氯硅烷的—Cl—Si(CH_(3))_(3)基团能与碳气凝胶表面的—OH发生枝接反应,该变化丰富了试样表面—CH_(3)数量,改善了制品的憎水性与孔结构,提高了其吸附非极性石蜡的能力;当三甲基氯硅烷的质量分数为30%时,改性碳气凝胶具有最佳的吸附性能,充分浸渍后能吸附85.87%的石蜡。经200次熔融-冷凝循环试验后,复合样品不仅未发生明显的泄漏现象,而且相变温度和相变焓均未发生显著变化。该研究制备的复合相变储热材料具有优异的稳定性与良好的隔热保温性能,为开发新型墙体隔热保温材料提供了新的思路。 展开更多
关键词 石蜡 气凝 相变储热材料 微观结构 储热性能
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三维碳气凝胶材料的制备与应用研究进展 被引量:3
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作者 韩露 王一帆 +4 位作者 崔文琦 魏春艳 周兴海 高原 吕丽华 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期447-457,共11页
依据碳气凝胶制备原料的不同对其进行了分类,主要分为石墨基碳气凝胶、有机碳气凝胶和杂化碳气凝胶三大类.介绍了三维碳气凝胶的常用制备方法,主要包括溶胶–凝胶法、水热法、化学气相沉积法和冰模板法,简述了每种制备方法的优缺点,并... 依据碳气凝胶制备原料的不同对其进行了分类,主要分为石墨基碳气凝胶、有机碳气凝胶和杂化碳气凝胶三大类.介绍了三维碳气凝胶的常用制备方法,主要包括溶胶–凝胶法、水热法、化学气相沉积法和冰模板法,简述了每种制备方法的优缺点,并分析了不同制备工艺对碳气凝胶材料结构和性能的影响.概述了碳气凝胶材料在吸油、储能、隔热、催化、吸波、光热转化和柔性传感器等领域的应用.碳气凝胶材料质轻、比表面积大、吸附容量高等优点,使其优于传统吸油材料;高导电性以及电化学性能稳定,可被用作超级电容器电极材料、燃料电池催化剂、催化剂载体材料和柔性传感器;超低的导热系数,使其具有优异的隔热性能;较高的阻抗匹配特性,使其能够作为高效的电磁吸波材料;宽的光吸收范围,使其在光热转化应用中具有良好的前景.分析了目前碳气凝胶材料制备和应用领域所存在的问题,基于此展望了其未来的发展趋势和方向,包括开发低成本、可再生的环境友好的前驱体材料,优化碳气凝胶制备工艺,缩短生产周期以及拓宽其高端应用领域. 展开更多
关键词 气凝 多孔结构 低热导率 传感器 超级电容器 光热转化
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ZIF-67/氧化纳米纤维素衍生碳气凝胶的制备及其电化学性能研究
16
作者 黄佳琪 陈芋 +2 位作者 裴飞飞 程万里 韩广萍 《木材科学与技术》 北大核心 2024年第2期20-28,35,共10页
为获得具有优异电化学性能的三维网络结构碳气凝胶,以TEMPO-氧化纳米纤维素(TEMPO-oxidized nanocellulose,TOCNF)为基体,加入ZIF-67混合均匀后,通过定向冷冻干燥和一步碳化法制备ZIF-67/TOCNF衍生的氧化钴/碳(CoO/C)气凝胶。扫描电子... 为获得具有优异电化学性能的三维网络结构碳气凝胶,以TEMPO-氧化纳米纤维素(TEMPO-oxidized nanocellulose,TOCNF)为基体,加入ZIF-67混合均匀后,通过定向冷冻干燥和一步碳化法制备ZIF-67/TOCNF衍生的氧化钴/碳(CoO/C)气凝胶。扫描电子显微镜观察发现,CoO/C气凝胶能够维持碳化前ZIF-67/TOCNF的原始结构,并且由ZIF-67衍生的CoO可均匀负载在碳骨架结构中,提供更多的反应位点;XRD测试结果表明ZIF-67/TOCNF气凝胶显示了接近纯ZIF-67的典型ZIF-67晶体的衍射峰,而归属于TOCNF的衍射峰被抑制。Co是通过ZIF-67的热分解得到的,高温碳化能够得到更好结晶度的Co/C复合材料;拉曼光谱分析表明CoO/C复合材料的石墨化程度较高;电化学测试分析表明CoO/C电极材料的双电层电容与其内部的三维孔结构密切相关,相比于其他碳化温度(500、600、800℃),当碳化温度为700℃时,CoO/C-700气凝胶电极材料具有较优的电化学性能,其比电容可达92 F/g(0.5 A/g),同时表现出较好的倍率性能和循环稳定性。 展开更多
关键词 TEMPO-氧化纳米纤维素 气凝 咪唑酸盐金属有机骨架 电极材料
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三维碳凝胶基催化剂在CO_(2)催化转化中的应用研究进展
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作者 包通宇 沈淑玲 +2 位作者 王有杰 上官栋 秦伟业 《有色金属材料与工程》 CAS 2024年第5期41-51,共11页
随着化石能源的过度消耗和CO_(2)的大量排放,能源与环境问题日渐严重。将温室气体CO_(2)催化转化为高附加值的燃料和化学品,是解决能源短缺和环境问题的理想途径。光催化、电催化和热催化是CO_(2)催化转化的常用策略。在各种催化过程中... 随着化石能源的过度消耗和CO_(2)的大量排放,能源与环境问题日渐严重。将温室气体CO_(2)催化转化为高附加值的燃料和化学品,是解决能源短缺和环境问题的理想途径。光催化、电催化和热催化是CO_(2)催化转化的常用策略。在各种催化过程中,普遍存在载流子复合率高、催化剂团聚和催化剂回收困难等问题。三维碳凝胶因具有高导电性、高比表面积、高孔隙率、高CO_(2)吸附性、资源丰富和环境友好等特点,被应用于各类催化反应体系中。重点介绍了CO_(2)催化转化的理论基础以及光催化、电催化和热催化CO_(2)的原理、三维碳凝胶基催化剂在三类CO_(2)催化转化体系中的最新进展,并提出了三维碳凝胶基催化剂未来发展的机遇和挑战。 展开更多
关键词 三维 CO_(2)催化转化 光催化 电催化 热催化
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多孔氮氟共掺杂碳气凝胶的制备及其在锂硫电池中的应用
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作者 徐伟君 胡金龙 +2 位作者 余德馨 傅儒生 张灵志 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期294-302,共9页
锂硫电池以其超高的理论能量密度,已成为最具发展潜力的新一代电化学储能技术,但硫正极存在电导率低、体积膨胀、多硫化物穿梭效应等技术瓶颈问题,制约了其实际应用。通过甲醛和3-氨丙基三乙氧基硅烷的醛胺缩合和溶胶-凝胶化反应合成了... 锂硫电池以其超高的理论能量密度,已成为最具发展潜力的新一代电化学储能技术,但硫正极存在电导率低、体积膨胀、多硫化物穿梭效应等技术瓶颈问题,制约了其实际应用。通过甲醛和3-氨丙基三乙氧基硅烷的醛胺缩合和溶胶-凝胶化反应合成了席夫碱二氧化硅凝胶,经与聚四氟乙烯乳液冷冻干燥、热处理同步刻蚀二氧化硅以及碳化制备了多孔氮氟共掺杂碳气凝胶(NF-CA)。以NF-CA为载体制备的NF-CA/S正极材料表现出优异的循环性能和倍率性能,0.2 C循环初始放电比容量高达1322 mA∙h/g,1 C循环200圈可逆比容量可保持564 mA∙h/g,2C倍率下可逆比容量高达598mA∙h/g。 展开更多
关键词 锂硫电池 氮氟共掺杂 气凝 NF-CA/S 正极材料
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金属有机骨架/碳气凝胶复合吸附剂对模拟烟气中CO_(2)的吸附性能
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作者 张家伟 左莉莉 +3 位作者 王淇 徐怡翎 夏凯 孙德帅 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第7期55-61,共7页
金属有机骨架是重要的CO_(2)吸附材料。为提升吸附剂的CO_(2)吸附性能,改善吸附剂的耐水稳定性,将金属有机骨架与碳气凝胶复合形成复合吸附剂,用于模拟烟气中CO_(2)的分离研究。以海藻酸钠/κ型卡拉胶/壳聚糖混合物为前驱体,通过湿法纺... 金属有机骨架是重要的CO_(2)吸附材料。为提升吸附剂的CO_(2)吸附性能,改善吸附剂的耐水稳定性,将金属有机骨架与碳气凝胶复合形成复合吸附剂,用于模拟烟气中CO_(2)的分离研究。以海藻酸钠/κ型卡拉胶/壳聚糖混合物为前驱体,通过湿法纺丝技术制备了碳气凝胶;在碳气凝胶表面,以天冬氨酸为有机配体,铜为金属中心,通过共沉淀方式制备了复合吸附剂(AspCu-CCA)。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等方法对吸附剂进行了表征,通过循环固定床吸附法考察了复合吸附剂对模拟烟气中CO_(2)的吸附性能。结果表明,AspCu-CCA具有良好的CO_(2)吸附性能和耐水稳定性。在298K、0.1MPa下,AspCu-CCA对纯CO_(2)的饱和吸附量为323mg/g,拟一级动力学速率常数为0.083min^(-1),对体积分数为15%的CO_(2)的饱和吸附量为274 mg/g。烟气中水汽的存在有利于AspCu-CCACO_(2)吸附量的提升,而SO_(2)的存在则会导致AspCu-CCACO_(2)吸附量略有降低。复合吸附剂在20次循环吸附中保持了稳定的CO_(2)吸附量,因此具有良好的烟气CO_(2)分离应用潜力。 展开更多
关键词 复合吸附剂 金属有机骨架 气凝 CO_(2)吸附 烟气
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高强度碳气凝胶复合材料的制备及结构、性能研究
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作者 沈泽慧 曹宇 +4 位作者 郝晶莹 张琪凯 牛波 张亚运 龙东辉 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第6期5-14,共10页
针对热防护系统的热桥阻断需求,以碳/石英纤维混编针刺预制体为增强体,酚醛树脂为碳前驱体,通过溶胶-凝胶、常压干燥和高温碳化工艺,制备出一种中密度-高强度碳气凝胶复合材料,系统研究了材料的微观结构、力学性能和隔热性能。结果表明... 针对热防护系统的热桥阻断需求,以碳/石英纤维混编针刺预制体为增强体,酚醛树脂为碳前驱体,通过溶胶-凝胶、常压干燥和高温碳化工艺,制备出一种中密度-高强度碳气凝胶复合材料,系统研究了材料的微观结构、力学性能和隔热性能。结果表明:所制复合材料在中密度(约为0.80 g·cm^(-3))下具有较强的力学性能(5%压缩应变时压缩应力约为10 MPa)和优异的隔热性能(室温热导率<0.230 W·m^(-1)·K^(-1))。随着预制体中石英纤维质量分数从0%增加至20%,复合材料在1 000℃下等效热导率从0.224 W·m^(-1)·K^(-1)下降至0.158 W·m^(-1)·K^(-1),具备了高温热桥阻断应用潜力。进一步采用格子玻尔兹曼方法对材料室温至1 600℃下的热导率进行预测,发现了材料结构和环境因素对热导率的影响趋势,即碳气凝胶基体孔隙率的上升会导致热量传递的阻碍增大,从而导致复合材料热导率下降;预制体密度的增大导致热量传递的通道增加,使复合材料热导率增大;石英纤维含量的增加会导致复合材料热导率逐渐下降;当气压较小时,热导率随气压的增大迅速增大,而当气压较大时,热导率几乎不受影响。 展开更多
关键词 气凝 复合材料 力学性能 隔热性能 格子玻尔兹曼方法
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