镍掺杂聚苯胺/生物质炭复合材料的电化学性能 被引量：1

1

作者 张丹丹 田满泽 +2 位作者 鄢波 任俊鹏 周进康 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第7期1280-1287,共8页

为制备高性能、低成本的电极材料,本文以八月瓜果皮生物质炭(BC)为基质,六水合硝酸镍、苯胺为原料,通过化学氧化聚合法合成了镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭复合材料(Ni@PANI/BC)。通过扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS... 为制备高性能、低成本的电极材料,本文以八月瓜果皮生物质炭(BC)为基质,六水合硝酸镍、苯胺为原料,通过化学氧化聚合法合成了镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭复合材料(Ni@PANI/BC)。通过扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、比表面积测试(BET)等表征手段对其结构进行表征,循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)测试和电化学阻抗谱(EIS)对其进行电化学性能测定,考察了镍离子掺杂对Ni@PANI/BC结构和电化学性能的影响。研究表明,镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭形成了多孔交联网状结构、比表面积大、导电性能良好的复合材料。当六水合硝酸镍与苯胺、BC质量比为1.5∶5∶3时,所得的电极材料电化学性能最佳。在1 A/g电流密度下,Ni@PANI/BC质量比电容最高可达608.4 F/g,在10 A/g下,充放电循环5000次,容量保持率为85.4%,该材料具有与文献报道相关材料相媲美的电化学性能。 展开更多

关键词 生物质炭 聚苯胺 化学氧化聚合法 复合材料 电容 电化学性能

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磁功能化多孔生物质炭复合材料的制备及吸波性能 被引量：7

2

作者 杨期鑫 俞璐军 +2 位作者 董余兵 傅雅琴 朱曜峰 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期455-463,共9页

采用高温炭化和水热法制备了兼具介电损耗和磁损耗特性的磁功能化生物质炭(Fe3O4/多孔生物质炭)吸波材料。在200℃水热条件下,随着FeCl3浓度的增加,PLSC表面生成的聚集态Fe3O4纳米晶粒有所增加,颗粒大小规整,平均粒径约为200nm。通过矢... 采用高温炭化和水热法制备了兼具介电损耗和磁损耗特性的磁功能化生物质炭(Fe3O4/多孔生物质炭)吸波材料。在200℃水热条件下,随着FeCl3浓度的增加,PLSC表面生成的聚集态Fe3O4纳米晶粒有所增加,颗粒大小规整,平均粒径约为200nm。通过矢量网络分析仪探讨了磁材料含量、复合材料的形貌结构对吸波性能的影响,并分析了多重损耗吸波机理。结果表明,在2~18GHz范围内,当FeCl3浓度为4mmol时制备的磁功能化生物质炭复合吸波材料具有最佳的吸波性能,在厚度为2mm时,其在11.42GHz处的最大反射损耗值可达-42.2dB,有效频宽达3.14GHz(反射损耗小于-10dB)。 展开更多

关键词 生物质炭材料 FE3O4 复合材料 吸波性能

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石墨化生物质炭复合材料制备研究 被引量：5

3

作者 赖润燊 周吓星 +2 位作者 陈礼辉 SAIN Mohini 黄方 《林产工业》 北大核心 2022年第6期14-18,34,共6页

在高温氮气流中制备竹基和木基生物质炭,并将其掺入聚丙烯(PP)中制备生物质炭-聚丙烯复合材料,探究生物质炭对复合材料力学性能的影响。通过拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和衰减全反射(ATR)红外光谱及复合材料中的空隙因子归一化分... 在高温氮气流中制备竹基和木基生物质炭,并将其掺入聚丙烯(PP)中制备生物质炭-聚丙烯复合材料,探究生物质炭对复合材料力学性能的影响。通过拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和衰减全反射(ATR)红外光谱及复合材料中的空隙因子归一化分析表明:竹基生物质炭和木基生物质炭具有明显的石墨特性;与纯聚丙烯相比,竹基生物质炭-聚丙烯复合材料有效拉伸强度降低了约10%;木基生物质-聚丙烯复合材料拉伸强度为32.3 MPa,冲击强度为17.4 J/m,与纯聚丙烯相比,木基生物质炭-聚丙烯复合材料的拉伸模量、抗弯强度和抗弯模量分别增加56%、19%和67%;木基生物质炭掺入热塑性聚丙烯中可增强复合材料的力学性能。 展开更多

关键词 竹材 生物质炭 复合材料 石墨 聚丙烯

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改性生物质炭/缓释氧剂复合材料的制备及其性能研究 被引量：1

4

作者 陆甜 房照娟 +2 位作者 祝建中 徐菲菲 宋林 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2961-2965,共5页

将生物质炭、过氧化钙和有机生物絮凝剂联合改性、吸附结合研制出改性生物质炭/缓释氧剂复合材料,对其进行表征分析,并结合pH、氧化还原电位指标确定去除水体、底泥中重金属镉、砷效果最佳配比的复合材料。结果表明,不同比例制备的复合... 将生物质炭、过氧化钙和有机生物絮凝剂联合改性、吸附结合研制出改性生物质炭/缓释氧剂复合材料,对其进行表征分析,并结合pH、氧化还原电位指标确定去除水体、底泥中重金属镉、砷效果最佳配比的复合材料。结果表明,不同比例制备的复合材料对水体中5 mg/L镉、10 mg/L砷去除率均接近100%,符合地表水水质标准,pH由9.5降至7.0,Eh维持在中度还原状态。此外,当改性生物质炭(BCFe)∶缓释氧剂(BFCP)为15∶1质量比时,对于水体镉、砷的去除效果较佳;而当BCFe∶BFCP为15∶5和15∶1时制备的复合材料稳定化底泥中镉、砷效果较佳,pH处于中性,Eh低于200 mV。 展开更多

关键词 复合材料 砷 镉 生物质炭 缓释氧剂

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凹凸棒石/炭复合吸附材料研究进展 被引量：11

5

作者 宗莉 唐洁 +1 位作者 牟斌 王爱勤 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期282-296,共15页

近年来,黏土矿物/炭复合吸附材料因具有来源丰富、结构可控和性能稳定等特点,成为碳基复合吸附材料研究热点之一。凹凸棒石是一种天然含水富镁铝硅酸盐黏土矿物,独特的孔道结构和一维棒晶使其成为理想的吸附材料和载体材料。本文综述了... 近年来,黏土矿物/炭复合吸附材料因具有来源丰富、结构可控和性能稳定等特点,成为碳基复合吸附材料研究热点之一。凹凸棒石是一种天然含水富镁铝硅酸盐黏土矿物,独特的孔道结构和一维棒晶使其成为理想的吸附材料和载体材料。本文综述了凹凸棒石/炭复合吸附材料的研究进展,围绕自然资源的高值化和废弃物的资源化利用,着重介绍了利用凹凸棒石脱色废土构筑环境友好型凹凸棒石/炭复合吸附材料的方法及再生应用进展,总结比较了不同方法制备复合吸附材料的形貌和性质及其对不同类型污染物的去除效果,并展望了凹凸棒石/炭复合吸附材料的未来发展方向,以期为黏土矿物/炭复合材料的研发及其在环境修复领域中的应用提供技术支撑。 展开更多

关键词 凹凸棒石 生物质 复合材料 脱色废土 吸附剂

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生物质炭改善木塑复合材料性能的研究现状及发展趋势 被引量：6

6

作者 童文瑄 黄方 +2 位作者 陈礼辉 黄六莲 周吓星 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期13-16,42,共5页

为了提升WPC的性能和附加值,拓宽木塑复合材料(WPC)应用领域,需对其进行增强改性。综述了生物质炭的制备及其增强WPC物理力学性能、改善WPC导电性和耐热性等国内外研究现状和存在问题,展望了生物质炭增强木塑复合材料的发展前景。

关键词 木塑复合材料 塑料 生物质炭 性能

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凹凸棒石基复合材料土壤改良效果研究——以荒漠绿洲农田土壤为例 被引量：3

7

作者 冯志珍 颜宏 +3 位作者 卢雨欣 徐倩 白亚妮 赵文娟 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期5428-5438,共11页

以黑河中游临泽县荒漠绿洲农田土壤为研究对象,研究凹凸棒石/生物质炭复合材料及其单一组分在不同施用水平下对土壤团聚体和玉米(Zea mays L.)产量的影响.结果表明,复合材料使试验区土壤中石砾(>1mm)、粗砂粒(1~0.25mm)、细砂粒(0.25... 以黑河中游临泽县荒漠绿洲农田土壤为研究对象,研究凹凸棒石/生物质炭复合材料及其单一组分在不同施用水平下对土壤团聚体和玉米(Zea mays L.)产量的影响.结果表明,复合材料使试验区土壤中石砾(>1mm)、粗砂粒(1~0.25mm)、细砂粒(0.25~0.1mm)、级细沙粒(0.1~0.05mm)含量降低,粗粉粒(0.05~0.02mm)、细粉粒(0.02~0.002mm)、黏粒(<0.002mm)含量升高;随着复合材料施用量的增加,>2mm粒级团聚体含量逐渐升高,土壤团聚体平均重量直径(MWD)逐渐增加,当达到高施用水平(12t/hm^(2))时,MWD为6.24mm,比对照处理增加了49.6%;玉米产量随着复合材料施用量的增加呈现先增加后减少的变化趋势,当处于中施用水平(8t/hm^(2))时,产量达到18352kg/hm^(2),与对照相比增产56.9%.综合分析可知,复合材料一方面通过调控土壤颗粒组成与分布,促进土壤团粒结构形成,改善土壤结构,影响土壤物理性质;另一方面,复合材料自身带来的养分物质,会影响土壤化学性质.施用复合材料后通过土壤理化指标的改变,提高了玉米产量,其对荒漠绿洲农田土壤的改良效果优于其单一组分,具有较好的开发利用价值. 展开更多

关键词 凹凸棒石/生物质炭复合材料 荒漠绿洲 颗粒组成 团聚体 玉米产量

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碱改性生物质碳负载钯铜合金电化学检测汞离子

8

作者 宋少飞 张世丹 李忠平 《分析科学学报》 北大核心 2025年第2期137-144,共8页

基于绿色环保理念,以生活废弃物柚子皮为原料,通过高温碳化,制备了较大比表面积、较高导电性的生物质碳(BC),然后在BC表面负载PdCuNPs纳米颗粒,成功制备了PdCuNPs@BC复合材料。BC能够为PdCuNPs提供附着位点,并阻止PdCuNPs发生团聚,从而... 基于绿色环保理念,以生活废弃物柚子皮为原料,通过高温碳化,制备了较大比表面积、较高导电性的生物质碳(BC),然后在BC表面负载PdCuNPs纳米颗粒,成功制备了PdCuNPs@BC复合材料。BC能够为PdCuNPs提供附着位点,并阻止PdCuNPs发生团聚,从而提升了PdCuNPs@BC的催化性能。将PdCuNPs@BC修饰于FTO电极表面,构建了用于检测Hg^(2+)的新型电化学传感器,在最佳的实验条件下,检出限为0.33μmol/L(S/N=3),线性范围在0.50~90.00μmol/L。此外评估了该传感器对自来水中Hg^(2+)检测的可行性,表现出较好的回收率。 展开更多

关键词 电化学 钯铜纳米复合材料 生物质炭 汞离子

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不同碳源的生物质炭-磷化铁/零价铁的制备及对水中3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸的去除

9

作者 靳惠文 张小乐 +1 位作者 牛红云 蔡亚岐 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2998-3008,共11页

改性生物炭材料在环境污染物去除中的应用越来越广泛.本文以鸡粪(CM)、咖啡渣(CG)、活性污泥(SL)等3种废弃生物质为碳源,制备了3种生物质炭-磷化铁/零价铁复合材料(BC-Fe_(x)P/Fe).这些材料主要由生物质炭、磷酸铁、磷化铁、零价铁或碳... 改性生物炭材料在环境污染物去除中的应用越来越广泛.本文以鸡粪(CM)、咖啡渣(CG)、活性污泥(SL)等3种废弃生物质为碳源,制备了3种生物质炭-磷化铁/零价铁复合材料(BC-Fe_(x)P/Fe).这些材料主要由生物质炭、磷酸铁、磷化铁、零价铁或碳化铁及氧化铁组成.用于降解水中的3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸(TCPA)时,以活性污泥为碳源的SL-Fe_(x)P/Fe材料对TCPA的去除效果明显优于以鸡粪为碳源的CM-Fe_(x)P/Fe和以咖啡为碳源的CG-Fe_(x)P/Fe材料,而且SL-Fe_(x)P/Fe对TCPA的降解受pH影响较小.在中性pH反应6 h后,CM-Fe_(x)P/Fe、CG-Fe_(x)P/Fe和SL-Fe_(x)P/Fe对10 mg·L^(-1)的TCPA的降解率分别为90.1%、71.1%和100%,矿化率分别为33.25%、22.61%和64.27%.掩蔽实验和电子自旋共振(ESR)结果表明,SL-Fe_(x)P/Fe体系存在多种活性氧物质.使用前后材料的X射线晶体衍射和X射线光电子能谱分析,材料中的Fe_(x)P、Fe3C、Fe和氮掺杂生物质炭均在有机污染物的降解过程中发挥了作用. 展开更多

关键词 废弃生物质 改性生物炭 复合材料 3 4 5 6-四氯吡啶-2-羧酸

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硅–铁改性生物质炭对水土环境中镉砷的吸附及钝化机制研究

10

作者 李诗怡 茹东周 +5 位作者 房友田 田欣 连斌 赵科理 李章涛 吴骥子 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1591-1604,共14页

土壤、水体中共存的镉(Cd)、砷(As)极易通过食物链危害人类健康,是亟待解决的全球性环境问题。通过共沉淀-物理混合法制备新型硅–铁改性生物质炭(CMSMB),并通过Cd、As复合污染水体吸附试验与土壤培养试验探究其修复能力与机理。结果表... 土壤、水体中共存的镉(Cd)、砷(As)极易通过食物链危害人类健康,是亟待解决的全球性环境问题。通过共沉淀-物理混合法制备新型硅–铁改性生物质炭(CMSMB),并通过Cd、As复合污染水体吸附试验与土壤培养试验探究其修复能力与机理。结果表明,CMSMB对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)复合污染修复效果优异,最大吸附容量分别为272.73和17.59 mg·g-1,两种元素在CMSMB表面的吸附过程同时存在拮抗和协同作用,其相对强弱取决于溶液中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的浓度。拮抗作用主要源于Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)对羟基和芳环表面结合位点的竞争,而协同作用主要通过静电吸附、Cd-As共沉淀和三元表面络合物的形成实现。土壤培养20 d后,CMSMB的添加提高了土壤pH和可溶性有机碳含量,从而促进土壤中有效态Cd浓度的显著降低(降幅64.86%~74.25%),是CMSMB与土壤理化性质变化交互引起的静电吸附、沉淀、络合等机制共同作用的结果。而短期土壤培养下CMSMB对土壤As有效性影响不显著,有效态As浓度仅随培养时间增加而略有降低。综上所述,CMSMB是一种对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)复合污染水体有着良好修复能力的环境功能材料,其在短期内能实现对复合污染土壤中Cd的钝化和抑制As有效性升高的趋势,可应用于矿尾水、农用地污灌水等镉砷复合污染污水及农用地土壤的修复,但其长期修复能力及修复所包含迁移转化和微生物组学机制,有待进一步探究和验证。 展开更多

关键词 重金属 铁改性生物质炭 硅–铁复合材料 吸附机理 原位修复

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木质素基碳纳米管/炭复合材料的制备及电化学性能研究 被引量：2

11

作者 余澎 涂操 +4 位作者 郭博森 王闻达 赵航 彭玉婷 罗卫华 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期92-97,共6页

通过移动化学气相沉积法制备了木质素基碳纳米管/炭复合材料(L-CNT/C),并对其进行活化处理,获得高比表面积和发达的多孔结构的L-CNT/C电极。通过FESEM、TEM、Raman、FT-IR、TG等手段对复合材料的形貌、结构进行表征与分析,并考察了其作... 通过移动化学气相沉积法制备了木质素基碳纳米管/炭复合材料(L-CNT/C),并对其进行活化处理,获得高比表面积和发达的多孔结构的L-CNT/C电极。通过FESEM、TEM、Raman、FT-IR、TG等手段对复合材料的形貌、结构进行表征与分析,并考察了其作为电极材料的电化学性能。结果表明,温度升高利于碳管数量的增加,但过高的反应温度会导致复合材料石墨化程度降低。在三电极体系中,0.2 A/g电流密度下,L-CNT/C电极的质量比电容可达234.04 F/g,而木质素基炭材料的比电容仅为61.22 F/g。同时,L-CNT/C电极经过3000次恒电流充放电测试后仍可保持初始电容的95.2%,循环稳定性优异。 展开更多

关键词 木质素 碳纳米管 生物质炭 复合材料 电化学性能

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沙生灌木基生物质材料研究进展与发展趋势

12

作者 陈圆 王欣 胡建鹏 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期278-283,共6页

沙生灌木是我国西部干旱、半干旱地区丰富的生物质资源,以其抗旱、抗寒、生长快等优点在防风固沙和水土保持方面对生态保护与荒漠化治理具有重要意义。基于此,围绕沙生灌木资源的生物质资源属性,系统总结了近年来沙生灌木资源在木质复... 沙生灌木是我国西部干旱、半干旱地区丰富的生物质资源,以其抗旱、抗寒、生长快等优点在防风固沙和水土保持方面对生态保护与荒漠化治理具有重要意义。基于此,围绕沙生灌木资源的生物质资源属性,系统总结了近年来沙生灌木资源在木质复合材料、生物质活性炭材料、木质资源液化物和生物质炭材料等领域的研发现状。结果表明,现有丰富的研究成果已充分证实了沙生灌木资源在上述生物质材料领域应用的巨大潜力。然而在纳米纤维素、生物质炭材料等领域尚存在研究成果不够丰富、研发技术不够成熟,相关技术水平不够先进的现实问题。最后,在拓宽沙生灌木资源种类、提升沙生灌木基生物质材料附加值以及加大沙生灌木基生物质材料高附加值关键科学技术转化进程等方面提出了研究展望,旨在为进一步提高沙生灌木资源的高效利用提供科学依据。 展开更多

关键词 沙生灌木 木质复合材料 活性炭 液化物 生物质炭

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模压成型环氧树脂/玄武岩纤维复合材料研究 被引量：7

13

作者 吴雪平 代建建 +3 位作者 汤瑛召 张先龙 李亚旗 钱立兵 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期16-21,共6页

以玄武岩纤维平纹布(BF)为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用模压工艺制备环EP/BF复合材料。研究了加压时机、成型压力、纤维体积含量对复合材料弯曲性能和层间剪切强度(ILSS)的影响,并研究纳米添加剂凹凸棒石/炭(PG/C)对复合材料力学性... 以玄武岩纤维平纹布(BF)为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用模压工艺制备环EP/BF复合材料。研究了加压时机、成型压力、纤维体积含量对复合材料弯曲性能和层间剪切强度(ILSS)的影响,并研究纳米添加剂凹凸棒石/炭(PG/C)对复合材料力学性能及导热性能的影响,运用电子扫描显微镜观察并分析复合材料的断面形貌。结果表明,复合材料的最佳加压时机为凝胶45 min;成型压力和纤维体积含量影响复合材料的弯曲性能和ILSS;在BF体积分数为30%、成型压力为1 MPa条件下,添加纳米添加剂PG/C–0.5(PG/C的质量比为1/0.5)时,复合材料的力学性能最优,相比不含纳米添加剂,复合材料的弯曲强度、弯曲弹性模量及ILSS分别提高4.3%,10.7%和6.4%;添加纳米添加剂PG/C–0.5时,复合材料的导热性能最优,在25℃及100℃下的导热系数为0.28 W/(m·K)和0.31 W/(m·K),相对不含纳米添加剂时分别提高64.7%及41.0%。PG与负载在其表面的炭之间的协同作用促进了复合材料力学性能及导热性能的提高。 展开更多

关键词 玄武岩纤维 复合材料 凹凸棒石/炭 力学性能 导热性能

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仿生石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

14

作者 郜婷婷 宋伟明 +4 位作者 邓启刚 孙立 陈洁 许芮 王福洋 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第11期2062-2068,共7页

石墨烯作为一种理想的新型二维纳米材料,有着独特的理化性能和广泛应用价值,但成本高、产率低、分散性较差是制约其推广应用的关键。为了解决这一问题,现以北方杨树叶为原料,以KMn O4和H2SO4为氧化剂,水热氧化裂化直接得到Mn O2仿生石... 石墨烯作为一种理想的新型二维纳米材料,有着独特的理化性能和广泛应用价值,但成本高、产率低、分散性较差是制约其推广应用的关键。为了解决这一问题,现以北方杨树叶为原料,以KMn O4和H2SO4为氧化剂,水热氧化裂化直接得到Mn O2仿生石墨烯复合材料(Mn O2@BGO)。通过XPS、SEM、TEM、XRD等测试手段对材料组成及微观结构进行表征。从SEM、TEM及氮气吸附脱附分析可以看出,通过氧化碳化直接得到的Mn O2@BGO复合材料,Mn O2分布均匀,比表面积达605 m2/g。此复合材料与未经氧化剂浸渍得到碳材料(BGO)相比,更多的保留了叶片原有的叶脉结构和孔隙,孔径分布较窄,平均孔径为3. 7 nm。从AMF分析可以看出,Mn O2@BGO复合材料类似二维纳米膜,得到的片层厚度最薄<1. 23 nm,最厚≯5. 65 nm,平均厚度2. 57 nm。XPS分析表明,C存在形式以C=C为主,表明材料石墨化程度较高,属于仿生石墨烯。电化学性能分析表明,在电流密度在1 A/g时,该材料所做电极比电容为387 F/g。 展开更多

关键词 生物质炭 低温氧化裂化 二氧化锰 复合材料 超级电容器

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