AC/MnO_2/CNTs三元电极材料的制备及其电化学性能研究

以硫酸锰(MnSO_4)和高锰酸钾(KMnO_4)为反应物,以碳纳米管(CNTs)为载体,通过液相合成法制备纳米MnO_2/CNTs复合材料,将其按一定比例与活性炭均匀复合制备AC/MnO_2/CNTs三元复合电极并组装成电容器。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对复合材料成分、晶型、形貌进行表征,并通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试研究AC/MnO_2/CNTs复合电容器电化学性能。结果表明:复合电容器在1mol/L(NH_4)_2SO_4电解液中具有良好的充放电可逆性,其比电容随MnO_2含量增加呈现先增大后减小的趋势,当MnO_2/CNTs含量为30%时,电容值达到最高,为528F/g。

微波处理对樟子松木材液体浸注性能影响

微波处理是开启木材细胞液体流动通道、改善木材浸注性能的重要手段。采用微波对樟子松木材进行处理,并对微波处理工艺进行研究。用体视显微镜及扫描电镜观察宏观裂纹及微观破坏产生的位置,分析裂纹及微观破坏产生的原因,揭示微波处理改善材料液体浸注性能的作用机理。结果显示：微波处理时间90 s,含水率20%~40%是提高樟子松木材液体浸注性能的较优处理条件。体视显微镜及扫描电镜观察发现,微波处理木材宏观裂纹产生的位置主要集中在射线薄壁细胞与轴向管胞的胞间层、轴向管胞复合胞间层及树脂道区域;而显微结构破坏主要存在于射线薄壁细胞与轴向管胞胞间层、轴向管胞上纹孔部位及交叉场纹孔区域。宏观裂纹可增加液体在木材中的流通通道,缩短液体横向渗透路径,提高横向渗透效率。细胞显微结构的破坏,会使液体在细胞间的流通更为通畅,从而改善樟子松木材的液体浸注性能。

毛竹与樟子松木材孔隙结构的比较

【目的】竹木材料孔隙结构特征是影响材料性能的重要因素。通过定量表征与直观观察相结合方式探索竹木材料内部孔隙结构特征。通过对比分析,建立竹木材料内部孔隙结构与组织构造的对应关系,分析竹木材料内部孔隙结构差异,研究孔隙结构对材料性能的影响。【方法】以毛竹和樟子松木材为试验材料,采用压汞法对材料的孔隙率、孔体积、孔径分布、比表面积等参数进行定量测试,分析材料的孔隙结构特征。采用扫描电镜对材料的组织结构(毛竹:导管、筛管、薄壁细胞和纹孔等部位。樟子松:管胞、射线薄壁细胞、纹孔等部位)进行观察,确定各组织结构所构成孔隙的孔径范围。【结果】孔隙率(毛竹47.58%、樟子松67.16%)及汞压入量(毛竹0.633 m L/g、樟子松1.596 m L/g)测试结果表明毛竹内部孔体积显著低于樟子松。总孔面积(毛竹82.04 m^2/g、樟子松18.16 m^2/g)及中孔孔径(毛竹33.8 nm、樟子松445.0 nm)对比结果表明毛竹中大部分孔隙集中在孔径较小区域(32.4 nm左右),而樟子松木材中孔隙孔径主要集中在226.7、7 082.3 nm左右,造成毛竹孔面积显著高于樟子松木材。结合扫描电镜观察结果可知,毛竹中孔径11.3~100μm范围内孔隙主要对应导管、基本组织中的薄壁细胞及纤维细胞。而835.0 nm左右孔隙对应基本组织及纤维细胞上纹孔。樟子松木材中孔径20μm左右孔隙对应樟子松木材管胞;而7 082.3 nm左右孔隙则对应具缘纹孔的纹孔口和射线薄壁细胞。此外,毛竹和樟子松木材中孔径小于1μm的孔隙结构(毛竹中32.4 nm左右,樟子松木材中226.7、749.9 nm左右)主要位于具缘纹孔塞缘及细胞壁上。【结论】采用压汞法和扫描电镜观察方法可以实现对毛竹及樟子松木材孔隙结构的表征分析,有助于分析竹木材料性能差异产生的原因。然而,在通过压汞测试材料孔隙结构参数时,受墨水瓶孔效应影响,部分孔径较大的孔隙被认为是小孔,影响测试结果的准确性。因此,后续研究应考虑竹木材料的孔隙形态,从而实现对竹木材料孔隙结构的全面准确表征。