石墨烯非共价键功能化及应用研究进展

为了扩展石墨烯的应用范围,克服石墨烯在溶液中难于溶解和难以分散等缺陷,石墨烯的表面功能化处理势在必行。而非共价键功能化由于对石墨烯结构的非破坏性可以更好地保持发挥石墨烯本身的优异性能而备受研究者的重视。本文重点综述了近年来石墨烯在非共价键功能化研究方面的进展,包括π-π相互作用、表面活性剂与石墨烯之间的疏水作用和氢键作用,并对非共价键功能化石墨烯在电极材料、电催化、场效应晶体管和透明导体方面的应用研究进行了简要的介绍。最后对石墨烯在非共价键功能化方面的发展前景进行了展望和预测。

聚酰亚胺的化学结构在炭膜制备过程中的变化规律及热解机理

从分子设计出发,用不同的二胺单体和相同的二酐单体合成聚酰胺酸并制备聚合物膜。采用热重、热重-质谱、红外和X射线光电子能谱分析聚酰胺酸在热解过程中的结构变化及机理。结果表明,在热解过程中,聚酰胺酸的热解包括4个阶段,经吸附水和吸附氧的脱除及溶剂挥发,亚胺化,交联,以及高温阶段的主链断裂、脱氧、脱氢、芳构化等热解过程转化为无定形炭结构。前驱体的结构不同导致热解过程存在差异。PPD-PMDA和TMPPD-PMDA热解时所需的温度较高。其它聚酰亚胺析出CH4、CO2、C6H6的温度顺序为ODA-PMDA>BDAF-PMDA>BAPP-PMDA。在700℃热解后,BDAF-PMDA所含的氟元素基本消失。这表明聚酰亚胺的化学结构对炭膜的微结构有较大影响。

微波加热技术在多孔炭处理中的应用

微波加热技术作为一种全新的加热模式在众多领域得到了广泛的应用。本文综述了微波加热的机理、特点及其在多孔炭处理中的应用,包括传统活性炭的制备、再生、改性及活性炭纤维的改性；指出了微波加热在多孔炭处理领域的应用中存在的问题,并对其前景进行了预测。

变径反应器浮游催化裂解法制备双壁碳纳米管

使用改进的变径管式反应器,以二茂铁为催化剂前驱体,二甲苯为碳源,硫磺为助剂,采用浮游催化裂解法,制备得到高质量的丝状双壁碳纳米管。系统优化了变径反应器制备双壁碳纳米管的工艺条件,并对不同参数条件下的产物进行了扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和热重表征。结果表明:由2个不同管径石英管无缝连接组成的变径反应器,可有效调节反应器内不同位置的气流流速,控制浮游催化剂纳米颗粒的粒径大小和气体碳源的停留时间,从而调控催化剂的催化活性以及提高碳源利用效率,促进双壁碳纳米管的生成;助剂硫磺的添加量以及气流流量对产物的种类、形貌和纯度有重要的影响。分析探讨了产物在变径反应器内区域选择性生长的原因以及变径结构对产物生长过程的影响。变径结构反应器技术为双壁碳纳米管的大规模连续化生产设备的研制提供了一种新的思路。

硅化钴的化学气相沉积制备及其萘加氢催化性能

以金属有机化合物Co(CO)4SiCl3为前驱体,采用化学气相沉积法制备得到过渡金属硅化物。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其结构进行表征,并考察其在萘加氢反应中的催化性能。结果显示,采用该方法制备的催化剂粒子尺寸小,粒度均一,分散性良好,同时具备优异的催化选择性和活性。随着空时增加萘的含量迅速下降,当空时为6.6min左右时,萘的转化率接近40%;且产物中以四氢萘为主,其选择性为87.0%。在空时为3.7min时,萘的转化率约23%,四氢萘的选择性为100%。

壳聚糖/碳纳米管复合膜的合成及其葡萄糖氧化酶吸附性能

碳纳米管经柠檬酸修饰、共价接枝壳聚糖及乙二醛壳聚糖交联三步处理,制备得到壳聚糖/碳纳米管复合材料。用红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和热重分析仪(TGA)对所得复合材料进行分析表征,发现壳聚糖共价接枝交联到碳纳米管表面形成壳聚糖/碳纳米管复合膜,复合材料中壳聚糖质量分数约占55%。所制备的壳聚糖/碳纳米管复合材料对葡萄糖氧化酶有很好的吸附性能。