直流电弧等离子体热解甲烷制备纳米碳管

将直流电弧等离子体技术用于甲烷热解制备纳米碳管的过程，并用TEM、ICP-CAS、TGA对所得固相产物进行了分析表征。结果表明，纳米碳管生长在铁质反应器壁面上，直径在20 nm～50 nm之间，具有多种形态，形态较为奇特的有螺旋状纳米碳管和放射状纳米碳管。该方法的特点是可同时副产大量氢气，实现了甲烷裂解制氢与合成纳米碳管两个过程的耦合。     

碳纳米管网/聚苯胺复合材料的制备及电化学储能性能

分别采用粉末碳纳米管(CNT)和带连接点的碳纳米管网(CNTN)为模板,通过与聚苯胺(PANI)有限域聚合得到了CNT/PANI和CNTN/PANI 2种复合材料.采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对材料的形貌进行了表征,采用氮气吸附-脱附分析研究了材料的孔结构参数,运用双电四探针测试仪对材料的导电性能进行了测试,利用恒流充放电、循环伏安、循环寿命及交流阻抗等电化学测试手段表征了材料的电化学储能性能.结果表明,CNTN/PANI复合材料比CNT/PANI复合材料表现出更好的导电性能和电化学储能性能,其放电比容量可达到143.2 F/g(有机电解液).     

Ni基催化剂上CH4裂解制备纳米碳管的研究

本文研究了负载型Ni催化剂上, 以CH4为原料制备纳米碳管的方法。考察了载体、温度、CH4浓度及在反应气中添加O2或CO2等因素对纳米碳管的生长的影响。实验发现, 采用稀释的CH4在较低的温度下反应或在反应气中添加O2或CO2均有利于纳米碳管的生长。     

相变储能高分子纳米复合材料的研究进展

讲述了亚稳态及高分子亚稳材料的概念,并从亚稳态的观点出发探讨了相变的分类及机理,说明对高分子材料亚稳态的研究不仅有理论上的意义,更具有重要的实用价值。描述了相变储能材料的分类,以及不同类型相变储能材料的特性及发展概况。介绍了相变储能高分子纳米复合材料的制备方法,着重概括了纳米技术在高分子相变储能材料领域的应用及研究进展。相变储能技术对节能、环保有着重要的应用价值,已经成为新材料科学领域的热点之一。     

受限于纳米碳管中的乙醇分子的结构和扩散的分子模拟研究

利用分子模拟研究了常温常压下受限于(8,8) (管径1.081 nm)和(15,15) (管径 2.035 nm)单壁纳米碳管中的乙醇分子. 对受限分子的径向密度分布和氢键等静态性质以及扩散性质进行了分析. 结果显示在管内乙醇分子的平均氢键数目和主体相一致. 乙醇分子在(8,8)碳管内具有高度有序的结构, 而在(15,15)碳管内由于空间的增大导致结构有序度的降低, 其中分子取向已呈随机分布. 进一步对扩散系数的分析发现, 在管内乙醇分子的轴向扩散系数低于主体相, 特别在(8,8)碳管内乙醇分子几乎丧失了轴向扩散能力.     

镍-磷/纳米碳管化学复合镀层的研究

The electroless Ni-P-carbon nanotubes composite plating was studied on the copper substrate. Metallurgical microscope, scanning electronic microscope, X-ray diffractometer and micro hardness tester were used to study the structure, constitution and performance of the electroless Ni-P-carbon nanotubes composite deposit. Experiential results show that, with the increment of carbon nanotubes content in electroless plating solution, the grain size on the sample surface decreases whereas the density of grains and the hardness for composite deposit increases. Moreover, adding carbon nanotubes not only improves the degree of crystallization for the composite deposit but also helps their transformation from the amorphous state to the nanocrystal state.     

两个重要的化学储能反应研究进展

介绍两种化学储能反应——直接分解水制氢和CO2转化制碳氢燃料,分析了相关反应机理以及研究现状,同时分析了相应反应催化过程中存在的问题,并展望了未来的发展趋势。     

La~2NiO~4催化制备纳米碳管

制备了四方结构复合氧化物La~2NiO~4,并以其为催化剂前体,甲烷和一氧化碳为碳,合成出大量高纯度的纳米碳管。XRD结果表明La~2NiO~4经还原后,在La~2O~3的隔离作用下Ni晶粒实现纳米级均匀分散。利用TEM,HRTEM,SEM,XRD,Raman等手段对所制备的纳米碳管进行了观察和表征。所制备的纳米碳管管径均匀、石墨化程度较高,该法制备纳米碳管工艺简单、产量较高,产品易于纯化。     

氧化时间对多壁纳米碳管结构与性能的影响

氧化时间对多壁纳米碳管结构与性能的影响;碳纳米管; 氧化; 透射电镜; 核磁共振; 电阻     

纳米空间化学——碳纳米管的填充研究

碳纳米管具有一维的纳米级别空腔,在其中可以填充各种物质。在碳纳米管的空间限域作用下,填充物表现出新颖的结构与性质;填充物与碳纳米管之间的相互作用也使得碳纳米管的性质得NT调节。本文对部分典型的碳纳米管内填充研究进行了慨述,并对这一研究领域的发展趋势作了展望。     

酸功能化碳纳米管对多孔碳材料储能活性及稳定性的增强作用

采用球磨法将酸功能化碳纳米管（AMWCNTs）与环糊精均匀混合。 酸功能化有利于增强碳管和环糊精间的相互作用,从而使二者形成均匀、有效的复合。 在N2气保护下碳化并经后续的ZnCl2活化处理,最终获得酸功能化碳纳米管/多孔碳(PC)复合体材料。 采用透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等方法对材料结构进行了表征。 结果表明,碳纳米管在多孔碳骨架内均匀分布,并且复合体同时具有较高的比表面积和良好的导电性。 循环伏安及恒流充放电等电化学测试表明,由于二者的协同作用及碳纳米管在多孔碳骨架内均匀、有效的复合,材料具有较好的电化学储能性能和良好的电化学稳定性。 电流密度为0.5 A/g时,AMWCNTs/PC12-4（其中12代表β-环糊精和AMWCNTs的质量比,4代表酸化碳纳米管/β-环糊精碳与氯化锌的质量比）复合材料的质量比电容为156 F/g,远远高于AMWCNTs（43 F/g）和PC-4（87 F/g）。 经5000次循环后,电极比电容无明显衰减,而且每次恒流充放电的库仑效率均大于99.9%,说明复合材料具有良好的稳定性,是非常有前景的超级电容器电极材料。     

钾掺杂多壁纳米碳管储氢性能研究

使用自制的钴催化裂解碳氢气法制备多壁纳米碳管,并对其进行退火、掺杂等一系列预处理,然后使用高压高纯氢源,在中压(12 MPa)和室温条件下,进行钾掺杂多壁纳米碳管的储氢性能实验.结果表明:预处理对纳米碳管的储氢性能有很大影响.实验条件下,经过氮气退火,并在1.0 mol/L硝酸钾溶液中掺杂的多壁纳米碳管吸氢量最大(H/C质量分数为3.2%).上述样品在室温下的放氢量一般不超过其吸氢量的50.8%.     

述评碳纳米管储氢研究*

碳纳米管因被认为可能是氢能的主要载体而备受关注,但几年来的文献报道不尽一致.本文评述了关于单壁和多壁碳纳米管对氢气的吸附实验和模拟计算研究结果,探讨了碳纳米管作为储氢材料的可行性.     

定向多壁碳纳米管电化学储氢研究

利用恒流充放电、循环伏安曲线(CV)和电化学阻抗技术(EIS)等方法对定向多壁碳纳米管(AMWCNTs)储氢的电化学行为及其储氢机制进行了探讨.研究表明,定向AMWCNTs-Cu电极有较高的电化学储氢性能,其储氢容量在1500mA/g的电流密度下可以达到1162mA·h/g.定向AMWCNTs的电化学储氢能力强与其空间结构有关,而铜粉的加入有利于提高碳纳米管的电催化反应表面积和电极电化学反应活性,有利于氢在碳纳米管中扩散,从而提高了碳纳米管电极材料的储氢量.     

Synthesis of Carbon Nanotubes by Catalytic Chemical Vapor Deposition Using Hydrogen Storage Alloy as A Catalyst

Carbon nanotubes, which was discovered by Iijima1 in 1991, is the most typical one-dimensional nano-material with the micrometers order in length and nanometers order in diameter. CNTs are composed of graphitic sheets rolled into closed concentric cylinders, and classed into single wall nanotubes and multi-wall nanotubes. CNTs can offer many significant advantages over most existing materials. Since its discovery, unprecedented interest has been stimulated because of its significance both in…     

碳纳米管的电化学贮氢性能研究

研究了碳纳米管电极的电化学性能 ,其电化学储氢量达到 2 0 0mAh·g 1且具有高的电化学活性和良好的循环寿命 .采用循环伏安法研究了氢在碳纳米管电极上吸附 /氧化机理 .     

多壁碳纳米管的改性及其储氢性能研究

考察了空气处理、混酸处理、H₂O₂处理和等离子体活化等化学改性和多种活性金属修饰对碳纳米管储氢性能的影响,采用TPD-H₂评价装置测试了不同样品吸附的氢气在程序升温后的脱附情况,用峰面积和氢气的校正因子计算出样品吸附氢气的体积,从而计算出碳纳米管的储氢容量.实验结果表明,化学改性和金属修饰均能明显提高碳纳米管的储氢性能,其中经过混合酸和H₂O₂化学处理并负载质量分数为20%Ni的碳纳米管,在常温常压下的氢气储存的质量分数达到2.55%,比未做任何处理的碳纳米管的储氢容量提高了7倍.     

碳材料在电化学储能中的应用

电化学储能材料是电化学储能器件发展及性能提高的关键之一. 碳材料在各种电化学储能体系中都起到了极为重要的作用,特别是近期出现的各类新型碳材料为电化学储能的发展带来了新动力,并展现了广阔的应用前景. 本文综述了碳材料,特别是以碳纳米管和石墨烯为代表的纳米碳材料,在典型电化学储能器件（锂离子/钠离子电池、超级电容器和锂硫电池等）、柔性电化学储能和电化学催化等领域的研究进展,并对碳材料在这些领域的应用前景进行了展望.     

Recent Advances in Porous Carbon Materials for Electrochemical Energy Storage

Climate change and the energy crisis have promoted the rapid development of electrochemical energy‐storage devices. Owing to many intriguing physicochemical properties, such as excellent chemical stability, high electronic conductivity, and a large specific surface area, porous carbon materials have always been considering as a promising candidate for electrochemical energy storage. To date, a wide variety of porous carbon materials based upon molecular design, pore control, and compositional tailoring have been proposed for energy‐storage applications. This focus review summarizes recent advances in the synthesis of various porous carbon materials from the view of energy storage, particularly in the past three years. Their applications in representative electrochemical energy‐storage devices, such as lithium‐ion batteries, supercapacitors, and lithium‐ion hybrid capacitors, are discussed in this review, with a look forward to offer some inspiration and guidelines for the exploitation of advanced carbon‐based energy‐storage materials.     

碳纳米管与石墨烯在储能电池中的应用

当今社会日益增长的能源与环境需求对储能电池技术的发展既是机遇也是严峻的挑战。纳米碳材料如碳纳米管与石墨烯因其优异的导电能力、良好的机械性能以及独特的形貌与结构特征在储能电池技术领域中的应用越来越普遍。本文通过综述近年来碳纳米管与石墨烯分别作为锂离子电池的复合电极材料、负极活性材料、导电添加剂以及新型锂硫电池用复合导电载体的最新应用进展,重点讨论了这两类纳米碳材料的不同应用模式对储能电池容量性能、倍率性能以及循环寿命的影响。同时对目前研究中存在的问题进行了总结,并对未来发展方向,如开发低成本与环境友好的高质量材料合成技术、提升材料的分散能力以有效构筑复合电极结构以及开发新的应用模式等进行了展望。