石油沥青基碳纳米管的制备、表面改性及其电化学性能

以新疆石油沥青为碳源,NiCl_2·6H_2O作催化剂,采用化学气相沉积法,在氮气气氛中加热至1200?C恒温3 h制备出碳纳米管(CNTs).采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和拉曼光谱(Roman)对所制备的产物进行形貌和结构表征.结果表明产物为石墨化程度较低的多壁碳纳米管,其直径和长度分别为40～80 nm和0.5～3.0μm.研究了KOH活化和混酸(浓硝酸:浓硫酸=1:3)酸化对CNTs电容的影响,发现当CNTs与KOH按1:2质量比混合、700?C下活化后再混酸酸化,在电流密度为0.5A·g^(-1)时CNTs的电容为42 F·g^(-1),当电流密度增大10倍的情况下,其电容量仍旧保持了83.8%,体现出良好的倍率性能.

砷滤饼的物相分析及碱浸脱砷研究

砷在成矿过程中经常与其它金属伴生,其化合物在焙烧冶炼过程中易与其它金属形成冶炼烟灰,此类含砷烟灰具有毒性及挥发性,安全堆存已成为冶金企业面临的难题,对含砷烟灰进行物相分析,从而确定其成分及其砷含量,可为进一步处理该类烟灰,使其达到环保部门的堆存要求提供重要依据.本文选取砷滤饼,对其分别进行物相分析和脱砷研究,得知砷滤饼样品中As元素含量为13.07%,并以As2O3形式存在,样品中还含有Cu、Pb、Zn等金属及其氧化物和9.8%的S元素.根据以上物相分析结果,进行了砷滤饼样品碱浸脱砷动力学研究,比较白烟灰样品中As元素在一定温度范围内的浸出速率,结合浸出动力学分析结果,得出在303 K～343K范围内,样品中的As在碱浸体系中为内扩散控制的结论,该反应动力学属于未反应收缩核模型.基于以上分析,本文提出碱浸脱砷方法,采用Na OH+Na2S碱浸脱砷,As浸出率高达96.5%,Cu、Pb、Zn金属浸出率低,实现了As与这些金属的有效分离.

MnO_2/煤基碳纳米纤维的制备及其在柔性超级电容器中的应用

采用静电纺丝技术制备了柔性煤基碳纳米纤维(CBCNFs)。利用低温等离子体技术对CBCNFs进行改性,并将改性后的CBCNFs作为还原剂与KMn O4反应,以实现Mn O2的原位还原负载制备CBCNFs/Mn O2复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段对复合材料的结构与形貌进行了表征;另外,研究了其作为柔性超级电容器电极材料的性能。结果表明,KMn O4∶CBCNFs=2∶1(质量比)条件下制备的复合材料(CBCNFs/Mn O2-2)具有良好的电化学性能。在0.1A·g-1电流密度下,CBCNFs/Mn O2-2的比电容高达118F·g-1,为CBCNFs比电容(26F·g-1)的4.5倍,在1A·g-1电流密度下,循环1000次后比容量保持率为97%,表现出良好的循环稳定性。