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旧报纸碳基气凝胶的制备及其吸附性能的研究 被引量：6
1
作者 刘真真 郭延柱 +3 位作者 王兴 周景辉 李海明 孙广卫 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期23-29,共7页
将富含纤维素的旧报纸先进行润胀、打浆,然后冷冻干燥,得到旧报纸气凝胶(WNA),利用高温热分解的方式处理WNA制得旧报纸碳基气凝胶(CA)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对CA的性能进行表征。结... 将富含纤维素的旧报纸先进行润胀、打浆,然后冷冻干燥,得到旧报纸气凝胶(WNA),利用高温热分解的方式处理WNA制得旧报纸碳基气凝胶(CA)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对CA的性能进行表征。结果表明,CA的密度(0. 0348 g/cm^3)较低,动态接触角为129. 8°,表明CA的疏水性能优异。FT-IR结果表明,与WNA相比,CA中羟基、烷基及糖苷键等官能团含量减少。SEM分析表明,CA的纤维宽度在8～10μm范围内,其具有连续纳米多孔三维网络结构。XRD分析表明,纤维素的结晶区受到破坏,导致无定形碳的形成。CA能高效、快速地吸附有机溶剂和石油化工产品,吸附量可达自身质量的21～37倍。利用燃烧的方法可将吸附的物质从CA中分离出来并对CA进行回收。经过6个吸附/燃烧循环过程,CA对甲醇和硅油的吸附能力分别是原吸附能力的83. 9%和86. 4%,表明CA可实现多次循环利用。 展开更多
关键词 碳基气凝胶 旧报纸 吸附能力 疏水性
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单向取向碳基气凝胶的制备及电磁屏蔽性能研究 被引量：1
2
作者 翟天亮 柴磊 +3 位作者 李江浩 王兴义 韦良强 张春梅 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期206-210,共5页
碳基气凝胶具有自支撑的三维导电网络,是开发新型高性能电磁屏蔽及吸波材料的研究热点。通过单向冷冻干燥法制备了具有单向取向结构的碳纳米管/壳聚糖(CNT/CS)气凝胶,考察了不同CNT/CS浓度及配比对气凝胶冷冻速率、线性收缩率、微观结... 碳基气凝胶具有自支撑的三维导电网络,是开发新型高性能电磁屏蔽及吸波材料的研究热点。通过单向冷冻干燥法制备了具有单向取向结构的碳纳米管/壳聚糖(CNT/CS)气凝胶,考察了不同CNT/CS浓度及配比对气凝胶冷冻速率、线性收缩率、微观结构、电导率和电磁屏蔽效能的影响,研究了取向方向对气凝胶导电性能和电磁屏蔽效能的影响。结果表明:CNT/CS气凝胶具有显著的各向异性,取向方向上的电导率最高可达14.34S/m,是垂直于取向方向上的1.5~3.0倍。CNT/CS气凝胶具有优良的电磁屏蔽效能,在12GHz的频率下屏蔽效能最高可达20.3dB。气凝胶在垂直于取向方向上的电磁屏蔽效能高于取向方向。 展开更多
关键词 碳基气凝胶 碳纳米管 取向结构 电磁屏蔽
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碳基气凝胶/还原氧化石墨烯涂覆聚氨酯泡沫复合材料的制备及性能 被引量：1
3
作者 翟天亮 谯城城 +2 位作者 武肖肖 韦良强 张春梅 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期141-146,共6页
碳基气凝胶的脆性、不可压缩性和较差的回弹性制约了其应用。通过原位冷冻干燥法将碳基气凝胶(CA)直接生长在具有还原氧化石墨烯(rGO)涂层的聚氨酯开孔泡沫(PUF)中,制备了CA/rGO-PUF复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合材料的... 碳基气凝胶的脆性、不可压缩性和较差的回弹性制约了其应用。通过原位冷冻干燥法将碳基气凝胶(CA)直接生长在具有还原氧化石墨烯(rGO)涂层的聚氨酯开孔泡沫(PUF)中,制备了CA/rGO-PUF复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合材料的微观结构,研究了取向结构对CA/PUF复合材料电导率、压缩性能和压阻性能的影响,考察了复合材料电导率随环境温度的变化。结果表明,PUF的泡孔被CA完全填充,复合材料同时具有CA的电学性能和PUF的力学性能。PUF表面的rGO涂层与CA结合性良好,复合材料具有温敏特性。CA/rGO-PUF复合材料具有显著的各项异性,在取向方向上的电导率为1.90 S/m,是垂直于取向方向的5倍。复合材料在两个方向上均展现了优异的回弹性能、稳定的压阻循环性能和负温度系数效应。 展开更多
关键词 碳基气凝胶 聚氨酯泡沫 压阻性能 负温度系数
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PUF/碳基气凝胶复合材料的压阻性能
4
作者 翟天亮 李江浩 +2 位作者 王兴义 柴磊 张春梅 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期24-28,共5页
碳基气凝胶(CA)具有优异的电学性能,但较差的回弹性阻碍了其在压阻传感器领域的应用。将碳纳米管(CNT)/氧化石墨烯(GO)/壳聚糖(CS)的复合分散液在真空条件下填充至聚氨酯开孔泡沫(PUF)中,采用原位双向冷冻干燥法制备了PUF/CA导电复合材... 碳基气凝胶(CA)具有优异的电学性能,但较差的回弹性阻碍了其在压阻传感器领域的应用。将碳纳米管(CNT)/氧化石墨烯(GO)/壳聚糖(CS)的复合分散液在真空条件下填充至聚氨酯开孔泡沫(PUF)中,采用原位双向冷冻干燥法制备了PUF/CA导电复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合材料的微观结构,研究了取向结构对PUF/CA复合材料电导率、压缩性能和压阻性能的影响。结果表明,PUF/CA复合材料具有显著的各向异性。在取向方向上的电导率高达12.38 S/m,为垂直于取向方向的2.1倍。复合材料具有优异的回弹性能,经过10次压缩循环后的压缩强度没有明显降低。PUF/CA复合材料展示出了稳定的压阻循环性能,有望拓展气凝胶在智能传感器领域的应用。 展开更多
关键词 碳基气凝胶 聚氨酯泡沫 压阻性能 应变传感器
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生物质基碳气凝胶及其在储能器件中应用研究进展 被引量：1
5
作者 高志浩 宁新 明津法 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期210-218,共9页
为提高生物质基碳气凝胶的电化学性能,促进其在储能领域的产业化应用,对储能器件领域用生物质基碳气凝胶材料进行了系统评述。首先介绍了目前制备生物质基碳气凝胶的主要方法,即凝胶炭化法、水热炭化法和直接炭化法,并对比分析了3种方... 为提高生物质基碳气凝胶的电化学性能,促进其在储能领域的产业化应用,对储能器件领域用生物质基碳气凝胶材料进行了系统评述。首先介绍了目前制备生物质基碳气凝胶的主要方法,即凝胶炭化法、水热炭化法和直接炭化法,并对比分析了3种方法的优缺点。分别总结了3类生物质基碳气凝胶在超级电容器和锂离子电池等储能器件中的最新研究进展,包括未经改性的纯生物质基碳气凝胶以及通过金属掺杂和杂原子掺杂改性的复合生物质基碳气凝胶,并重点阐述了其材料设计和微观结构与电化学性能之间的关系。最后在对研究现状进行深入分析的基础上,展望了生物质基碳气凝胶未来的研究方向和发展前景,指出提高原料利用率、改善整体环保性以及调控结构性能将会成为今后的热点方向,而生物质基碳气凝胶也势必将作为一种新型的绿色电化学能源材料而得到蓬勃发展。 展开更多
关键词 生物质基碳气凝胶 储能器件 材料设计 微观结构 电化学性能
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生物质基碳气凝胶光催化剂的制备与性能研究进展
6
作者 焦月 丁嘉宣 +2 位作者 梅长彤 肖惠宁 李坚 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期19-33,共15页
高效利用太阳光是新能源领域的重要研究方向,而光催化是一种利用太阳光在常温常压条件下实现降解污染物、还原二氧化碳等一系列困难反应的技术,具有廉价、环保、可持续等优点。在非均相光催化反应中,为防止固相的光催化剂在液相或气相... 高效利用太阳光是新能源领域的重要研究方向,而光催化是一种利用太阳光在常温常压条件下实现降解污染物、还原二氧化碳等一系列困难反应的技术,具有廉价、环保、可持续等优点。在非均相光催化反应中,为防止固相的光催化剂在液相或气相反应环境中团聚或损失,需适宜的负载材料以保护和固定光催化剂。碳气凝胶由于兼具碳材料的导电性、化学惰性及气凝胶材料的高比表面积等特点,与光催化反应需求相适配,在光催化领域得到广泛研究。生物质基碳气凝胶以生物质材料作为前驱体,相比常规碳气凝胶具有环保、成本低廉、原料来源广泛等优势。总结了生物质基碳气凝胶的特点,并在此基础上讨论生物质基碳气凝胶作为一种新型碳气凝胶的发展现状。最后,通过已有研究证明了其作为光催化剂负载材料的可行性与优势,并对未来生物质基碳气凝胶的研究方向提出建议。目前的生物质基碳气凝胶已开始在吸附重金属、油水分离、柔性电容器、电磁波吸收等多领域发展。而在光催化领域,关于生物质基碳气凝胶负载光催化剂的方法尚处于初期,研究主要集中在生物质原料的选择、光催化剂的负载方法等方面。其中,以纤维素气凝胶制备碳气凝胶和以多孔性植物为前驱体制备碳气凝胶是2个主要研究方向。纤维素气凝胶与其他生物质如蛋白质、淀粉等提取物相比,具有原料来源广泛、含碳量高、更易构造出复杂凝胶网络等优势;而以多孔性植物为前驱体制备碳气凝胶的过程更快捷、简单,且生物质材料的天然复杂结构能成为碳气凝胶的天然模板,其中蕴含的多种P、S等元素也可为后续碳气凝胶的不同开发方向提供天然杂原子支持。截至目前,生物质基负载光催化剂的实际效果已得到验证。未来,生物质基负载光催化剂的研究可在现有成果的基础上,分析不同生物质前驱体的元素组成以及三维孔隙结构对负载的影响,并结合其他得以验证的光催化改性及负载方法。也可尝试充分发挥生物质的特点,如针对性地培育植物作为碳气凝胶的前驱体,以获得更好的碳气凝胶模板。最终,可进一步提高生物质基碳气凝胶负载光催化剂的催化能力、负载能力,并为廉价、环保的光催化系统提供新的解决思路。 展开更多
关键词 光催化 光催化负载 碳气凝胶 生物质材料 生物质基碳气凝胶
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生物质气凝胶吸收剂在油/水分离中的应用研究 被引量：3
7
作者 何静娴 张政 +1 位作者 韩景新 缑浩 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期29-32,共4页
频发的原油泄漏事故可以对海洋生物和水体环境造成不可逆转的破坏,越来越多地引起了大家的关注。此外,工业发展和人类活动也会产生废油,这些油类污染严重损害了渔业和旅游业,甚至导致周围人类健康和居住出现问题。到目前为止,还没有切... 频发的原油泄漏事故可以对海洋生物和水体环境造成不可逆转的破坏,越来越多地引起了大家的关注。此外,工业发展和人类活动也会产生废油,这些油类污染严重损害了渔业和旅游业,甚至导致周围人类健康和居住出现问题。到目前为止,还没有切实可行的方法来有效地减少原油泄漏所造成的破坏。众多科学家开始致力于开发用于清洁油污的环保高效吸收剂。在当前众多研究中,生物质气凝胶已被证明可以用作油水分离的优异吸收剂,在解决泄露原油问题领域极富潜力。 展开更多
关键词 生物质气凝胶 碳基气凝胶 纤维素 壳聚糖 油水分离
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生物质能源工程创新实验设计及教学实践 被引量：5
8
作者 许细薇 蒋恩臣 +1 位作者 范旭东 苏瑜 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第12期155-162,共8页
在课题组的前期研究基础上,设计了基于气凝胶碳基催化剂的农林废弃物生物油加氢脱氧制备高品质绿色燃料的专业综合创新实验,对气凝胶碳基催化剂的物化特性、生物油加氢脱氧转化率等进行了分析。该实验涵盖有机高分子化学、无机金属化学... 在课题组的前期研究基础上,设计了基于气凝胶碳基催化剂的农林废弃物生物油加氢脱氧制备高品质绿色燃料的专业综合创新实验,对气凝胶碳基催化剂的物化特性、生物油加氢脱氧转化率等进行了分析。该实验涵盖有机高分子化学、无机金属化学、生物质能源工程学、结构化学、仪器分析、光谱学等诸多学科的知识点,涉及有机高分子材料的合成、气凝胶碳材料的制备、加氢脱氧微反实验等基本化学操作。该专业综合创新实验的开设有利于加强学生对本专业知识的拓宽和理解,培养学生基本操作技能、专业文献查找与阅读能力、创新能力和从事科学研究的能力,激发学生的环保意识和社会责任感,特别适用作为农业院校农业与环境系统工程专业的综合创新实验。 展开更多
关键词 生物质能源工程 气凝胶碳基催化剂 生物油加氢脱氧实验 高分子有机合成
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