Activated carbon fibers with manganese dioxide coating for flexible fiber supercapacitors with high capacitive performance

Fiber supercapacitor(FSC)is a promising power source for wearable/stretchable electronics and high capacitive performance of FSCs is highly desirable for practice flexible applications.Here,we report a composite of manganese dioxide(Mn O_2)and activated carbon fibers(ACFs)with high MnO_2mass loading and microporous structure(abbreviated as Mn O_2@ACF),which is used as a fiber electrode to produce a FSC with a high capacitive performance and a good flexibility.The MnO_2@ACF composite electrode in FSCs delivers an ultrahigh specific capacitance of 410 mF/cm^2at 0.1 mA/cm^2,corresponding to a high energy density of 36μWh/cm^2and high power density of 726μW/cm^2.Such high capacitive performance and simple fabrication method indicates that the Mn O_2@ACF composite is a very promising electrode material for flexible fiber supercapacitors.

非均相催化一步合成碳酸二苯酯ⅨCe的添加方法对Pd-Sn催化剂性能的影响

通过XRD、TPR对不同的Ce添加方法所得催化剂进行了表征 ,结果表明用溶胶 凝胶法所得催化剂中Ce、Sn主要以CeXSn1-xO2 物相存在 .用混烧法所得催化剂中 ,Ce和Sn分别以CeO2 、SnO2 物相形式存在 ,而用沉淀法所得的催化剂中 ,Ce则以CeO2 晶相的形式存在 ,Sn与载体其他元素形成了共融体 .对 3种催化剂的形貌和比表面积进行了表征 ,结果表明溶胶 凝胶法所得催化剂的表面呈蜂窝状、比表面积较大 .用碳酸二苯酯 (DPC)的合成实验对催化剂的活性及催化剂的寿命进行评价 ,结果表明无论是催化剂的活性还是催化剂的寿命 ,溶胶 凝胶法所得催化剂较好 .此外还对DPC合成工艺条件进行优化 .

活性炭纤维负载Pd/Sn电催化高浓度硝酸盐废水的优化研究

以活性炭纤维负载Pd/Sn(4∶1)为电催化还原阴极,采用单因素实验与正交试验方法,研究了高浓度硝酸盐废水电催化还原处理过程中NO3--N去除量、N2选择率与电流、初始pH、初始硝酸盐浓度、溶液循环流速等的相关性,并优化了电催化还原工艺参数.实验结果表明,电流、电流与初始pH交互作用为NO3--N去除的主要控制因素,电流、初始硝酸盐浓度为N2选择率的主要控制因素.电流=0.68A、pH=6.4、初始硝酸盐浓度=250mg/L为"脱硝产氮气"的最佳反应条件.在此条件下反应6h,NO3--N从250mg/L降至200mg/L以下,N2-N最大生成率超过48%,催化剂活性达到20mg/(g·h).

Zn-O-Sn/活性炭纤维材料的制备及其催化性能

采用活性炭纤维纸,通过浸渍、氮气气氛下煅烧制备Zn-O-Sn/活性炭纤维复合催化剂,研究其在微波催化条件下对酸性品红的降解效果。结果表明,复合催化剂中活性炭为无定形状态,Zn-O-Sn颗粒均匀的分布在活性炭纤维上;当Zn与Sn的物质的量比为1∶1、煅烧温度为600℃、酸性品红质量浓度为20 mg/L、Zn-O-Sn/活性炭对应用量为2 g/L、微波功率为800 W以及微波时间为14 min时,复合催化剂对酸性品红的去除率最高,达到98.4%。

载银活性炭抗菌纤维膜的制备及性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为膜材料,通过在纺丝液中加入不同抗菌材料制备具有抗菌性的复合过滤膜。通过水通量、膜含水率、抗生物污染性等指标评价过滤膜基础性能,通过抑菌圈实验和模拟含微生物配水的过滤实验测试复合纤维膜的抗菌性能,并通过傅里叶红外光谱、扫描电镜等表征手段分析纤维膜的微观结构。

MnO_(2)@ACFF中间层强化高载量硫电极性能稳定性作用

为提高碳材料对聚硫化物的吸附能力,将MnO_(2)原位化学沉积于活性碳纤维炭毡(ACFF)的碳纤维表面,得到了聚硫化物吸附强化的多孔导电材料(MnO_(2)@ACFF)。将其作为中间层设置于隔膜和硫电极之间,有效控制了高载量硫电极的聚硫离子穿梭,提高了活性物质利用率和库伦效率,降低了电极极化和电化学反应阻抗,提高了电极循环稳定性,避免了锂硫电池的突然失效。在2 mA/cm^(2)的电流密度下,载硫量为15 mg/cm^(2)的硫电极经过350次充放电循环仍保有430 mA·h/g的比容量。提高硫电极载硫量虽然使电极的循环稳定性下降,但载量为20 mg/cm^(2)和30 mg/cm^(2)的硫电极0.1 C下经过100次循环,仍分别保有736 mA·h/g和446 mA·h/g的比容量,比容量保持率为65%,而且面积比容量和面积比能量也能分别保持64%和42%,高于当前锂离子电池的面积比容量和面积比能量。

负载金属基活性炭纤维对一氧化氮和一氧化碳的吸附及催化性能研究

采用浸渍法制备了钯和铜化合物为主的系列金属基活性炭纤维 ,用气相色谱等手段对所制金属基活性炭纤维对一氧化氮和一氧化碳的吸附和催化性能进行研究。实验结果表明 :负载二价钯的活性炭纤维对一氧化碳有突出的吸附能力 ,随着钯载负量增大 ,样品对一氧化碳的吸附容量增加 ,动态吸附穿透时间延长。采用铜 /钯混合物负载比用单组份钯可提高对一氧化碳的动态吸附效率 ,节省钯的用量。经 40 0℃热处理的负载钯活性炭纤维在30 0℃以上的催化温度对 CO/NO混合气体有很高的催化转化率 ,在合适条件下达 1 0 0 %。当钯的使用量相同时 ,钯 /铜活性炭纤维比单组份钯负载活性炭纤维催化效率更高一些。钯 /铜活性炭纤维催化剂连续使用 70 h后催化效率仍然保持 1 0 0 %。

汞吸附过程中载银活性炭纤维的表面特征

用4种浓度不同的硝酸银溶液浸渍活性炭纤维制备载银活性炭纤维样品(ACF-1、ACF-2、ACF-3和ACF-4)。电镜扫描结果表明纤维表面附着的银颗粒直径随硝酸银浓度的升高而增大,结晶点位数量随浓度的升高而增多,且较多地分布在微孔边缘和交界处。电感耦合等离子体质谱仪分析表明各炭纤维载银量随浓度的升高而增大,并呈近似线性关系。汞吸附实验表明炭纤维负载银后对汞的吸附性能均得到提高,其提升程度与纤维表面的载银量有显著关联,其中ACF-4的单位汞吸附量约为原始活性炭纤维的33倍。X射线光电子能谱分析表明由于载银过程中纤维表面的氧(—O)物种增多,产生Ag—O—C配位键,增强了银粒子与纤维基体的相互作用,因而提高了纤维表面对汞的吸附势能和吸附容量。

木质活性炭纤维负载纳米TiO_2降解甲醛的效果

以杉木木粉经苯酚液化、熔融纺丝、固化处理、二氧化碳活化后获得的木质活性炭纤维为载体,采用溶胶–凝胶法制备木质活性炭纤维负载纳米TiO2(WACFs/TiO2)光催化复合材料.研究光照时间、WACFs/TiO2催化剂用量、纳米TiO2负载量和初始甲醛质量浓度对WACFs/TiO2降解甲醛效果的影响.结果表明:随着光照时间、催化剂用量、初始甲醛质量浓度的增加,WACFs/TiO2对甲醛的降解率逐渐增加,但催化剂用量对甲醛降解率的影响相对较小;随TiO2负载量的增多,WACFs/TiO2对甲醛的降解率呈现先增加后减小的趋势.当光照时间7,h、催化剂用量0.5,g、纳米TiO2负载量29.89%、初始甲醛质量浓度8.82,mg/L时,WACFs/TiO2对甲醛的降解率达到92.33%.

载银活性炭纤维的结构表征与抗菌性能研究

本文采用扫描电镜、X射线衍射和光电子能谱等手段对载银活性炭纤维的表面结构进行了表征和分析，并测试了其抗菌性能。结果表明：载银活性炭纤维表面银颗粒呈纳米级均匀分布，粒径为20～40 nm，其存在形式为单质银；载银活性炭纤维具有优异的抑菌性能，当银含量达到2200 mg/kg时，对白色念珠菌（C.albicans）、大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的抑菌率均可达到99.99%；载银活性炭纤维不仅起到抑制细菌生长繁殖的作用，还起到了一定程度的杀菌作用。

氮等离子体改性活性炭纤维负载TiO_2净化室内甲苯

以氮等离子体对活性炭纤维表面进行改性,钛酸四丁酯为前驱体水解法负载TiO2,制备了复合光催化剂。用扫描电子显微境(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附法(BET)和X光电子能谱仪(XPS)对样品进行了表征,考察了复合光催化剂降解甲苯的效果。结果表明,表面负载的光催化剂颗粒均匀,为锐钛矿型;活性炭纤维改性后,平均孔径有所减小,微孔表面积增加,表面的羰基和羧基增加,其对应的复合光催化剂的吸附氧物种(O2-)提高了近3%;改性后复合光催化剂降解甲苯的能力优于未改性的样品,当外加电压为11000 V,改性20 min,TiO2负载2次制得的复合光催化剂样品在湿度为40%条件下,降解甲苯效果最好,对含甲苯浓度为2 mg/m3的气体处理200 min,降解率达97.88%,比未改性样品的效率提高了19.38%。

改性活性炭纤维吸附饮用水中卤乙酸的研究

采用化学法、微波法、负载铁离子法等对活性炭纤维(ACF)进行改性,考察了改性后的ACF对饮用水中卤乙酸的吸附效果及影响因素。结果表明,经负载—微波改性后的ACF对DCAA、TCAA的吸附效果最好;负载—微波改性ACF的最佳条件:微波功率为250 W、溶液配比为Fe3+∶Fe2+=3∶2,在此条件下,改性ACF对DCAA、TCAA的吸附量比改性前的分别提高了22.0%、6.2%;在竞争吸附条件下,负载—微波改性ACF对卤乙酸的吸附量明显小于单底质条件下的。

载银活性炭纤维银离子释放机理研究

本文采用ICP-OES法测定载银活性炭纤维浸渍水溶液中的银含量,分析了其银离子释放的机理、影响因素和银离子释放的持续性能。结果表明,载银活性炭纤维银离子释放的过程由纤维表面银颗粒的银离子释放与活性炭纤维对银离子的还原吸附共同作用完成;浸渍过程中银离子释放浓度随水溶液中溶解氧浓度、载银活性炭纤维银含量的增加而增大,随水溶液p H值、浸渍温度的提高而减小;载银活性炭纤维的银离子释放持续性能优异。

Mn掺杂TiO_2负载木质活性炭纤维可见光降解甲醛的研究

以木质活性炭纤维为载体制备Mn掺杂TiO2负载木质活性炭纤维光催化复合材料(Mn/TiO2-WACFs),考察Mn掺杂浓度、光照时间、光照强度、甲醛初始质量浓度和样品用量对可见光下甲醛降解率的影响.研究表明:随着光照时间的延长、Mn/TiO2-WACFs用量的增多和初始甲醛质量浓度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率逐渐提高;随着Mn掺杂浓度和光照强度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率表现出先增大后减小的趋势.在65,W节能灯光照时间4,h、甲醛初始质量浓度9.38,mg/L、n(Mn)∶n(Ti)=1∶100、Mn/TiO2-WACFs用量0.22,g的条件下,甲醛降解率高达91%,.

载银活性炭纤维的制备及其应用现状

综述了载银活性炭纤维的制备方法及应用现状,重点介绍了浸渍还原法、浸渍热分解法、复合纺丝法、化学沉积法、物理溅射法和前驱体载银法等活性炭纤维载银技术及相关研究进展,同时介绍了载银活性炭纤维在生物医学、废气处理、水质净化等领域的应用,提出了未来载银活性炭纤维的发展方向。

ACF氮等离子体改性对负载型TiO_2催化剂光催化性能的影响

为了解载体表面改性对负载型光催化剂表面活性的影响,采用氮等离子体对活性炭纤维表面进行改性,并以钛酸四丁酯为前驱体,水解法负载TiO2,制备了复合光催化剂。通过扫描电子显微镜观察了复合光催化剂的表面形貌;用氮气吸附法比较了活性炭纤维表面改性前后负载TiO2样品的比表面积和孔隙分布的情况;利用XPS测试分析了利用改性前后活性炭纤维负载TiO2的复合光催化剂表面的化学结构。结果表明,载体表面改性前后获得的复合光催化剂样品具有相似的形貌和孔隙结构;而载体经表面改性后获得的复合光催化剂表面吸附氧物种量提高了近3%,用其光催化净化浓度为20 mg/m3的甲醛气体400 min,甲醛的降解率达98%以上。

酸化处理的活性碳纤维负载氧化镧催化还原NO

采用浸渍法制备了负载 La_2O_3的经 HNO_3活化的活性碳纤维(La_2O_3/HNO_3/ACF)。研究了 La_2O_3/HNO_3/ACF 对 NO 的催化活性,研究结果表明:La_2O_3/HNO_3/ACF 的低温催化活性远低于 La_2O_3/ACF 和 HNO_3/ACF;随反应温度升高,La_2O_3/HNO_3/ACF 对 NO 的去除率湿著提高。La_2O_3/HNO_3/ACF 的高温(350℃以上)催化活性很高,优于 La_2O_3/ACF 等其他催化剂,且催化活性稳定性很好。La_2O_3负载量影响 La_2O_3/HNO_3/ACF 的催化活性,18%La_2O_3/HNO_3/ACF 的高温催化活性和活性稳定性最佳,催化活性维持在10 h 以上。催化剂的扫描电忆显微镜和 X 射线衍射分析结果表明,负载的 La_2O_3多以非晶状态存在于催化剂的表面和内部的孔隙中。

活性碳纤维负载镧掺杂二氧化钛处理印染废水

制备活性炭纤维负载镧掺杂二氧化钛光催化剂(La-TiO2/ACF),其的结构与组成进行了表征;考察了催化剂对实际印染废水脱色、COD去除以及可生化性提高方面的性能。结果表明,La-TiO2/ACF表面均匀有效的负载了锐钛矿型纳米La-TiO2薄膜。紫外光与催化剂同时作用的脱色效果明显优于单独紫外线照射和单独催化剂吸附。处理50 min,脱色率可达90%,COD去除率达69.2%,BOD5/COD从最初的0.037提高到0.35。色度和COD去除率随光源与催化剂间距离的增加先升高后降低,在间距为20 mm时达到最佳;pH从3升高到9,色度和COD去除率分别提高22%和32%。催化剂重复使用10次,催化活性未发生明显下降。

活性炭纤维负载聚四氟乙烯的制备和脱硫性能研究

SO2是当前我国大气首要污染物之一,活性炭纤维作为一种新型高效吸附剂,因为具有高效性、清洁性和可循环性,在烟气脱硫领域引起了极大的重视。本文主要通过对活性炭纤维的脱硫机理的分析。通过负载聚四氟乙烯对活性炭纤维表面改性处理,模拟烟气脱硫实验验证脱硫效果。负载聚四氟乙烯活性炭纤维,实际脱硫率能提高80%。

载银活性炭的制备及其抗菌性能研究进展

综述了载银活性炭的抗菌机理、制备方法及抗菌性能影响因素。制备纳米银的生物法主要是利用植物浸取液制备,这是一种新兴绿色环保方法。银的抗菌作用机理较为复杂,抗菌性能受银离子价态、银颗粒尺寸、银离子浓度等因素影响,不同形态的纳米银其抗菌性能也不相同,纳米级氧化高银抗菌性能表现最好。而新型材料载银活性炭纤维抗菌性能更加优异,耐洗性能好,洗后其抗菌性能未明显减弱。