浙江大学的科学家们日前研制出了一种超轻材料,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅每立方厘米0.16毫克,是空气密度的六分之一,也是迄今为止世界上最轻的材料。
作者:臧君娇; 倪晓慧; 王栋; 曹美莲; 迟祥; 程万里; 韩广萍 期刊:《复合材料学报》 2019年第09期
为探究不同碳化温度对Co-Mn掺杂碳气凝胶(Co-Mn/CA)电催化析氢性能的影响,以资源丰富且可再生的木质纤维素为碳源、四水乙酸钴为钴源、四水乙酸锰为Mn源,通过水热法制备出Co-Mn/CA。研究发现,纤维素气凝胶碳化后表面形貌发生改变,由片层结构转变为多孔结构,使其活性位点数量增多,电催化析氢活性增加。通过XRD和N2吸-脱附对其结构进行了表征处理分析,结果表明,经碳化处理后的CA产物以无定型碳为主,经900℃碳化处理后的CA(CA-900)比...
作者:刘禹廷; 张倩; 张开创; 陈浩; 王洪岩 期刊:《兵器装备工程学报》 2019年第04期
针对传统冷烟幕剂比重大、易沉降、多频谱兼容性差等不足,采用干混法将碳气凝胶和碳纤维混合配药制备了新型多频谱干扰剂。利用烟箱动态系统研究了多频谱干扰剂对红外(1~3μm、3~5μm、8~14μm)、10.6μm激光及毫米波(3mm、8mm)的衰减性能。结果表明:多频谱干扰剂对红外(1~3μm、3~5μm、8~14μm)的透过率均小于5%,对10.6μm激光的透过率小于6%,对3mm波和8mm波的最大衰减值分别为10.73dB和6.89dB。
作者:李坚; 焦月; 万才超 期刊:《森林与环境学报》 2018年第03期
为发展高性能的超级电容器电极材料和拓展碳气凝胶的应用领域,采用温和、快速的水热合成工艺将Ni(OH)2/NiOOH微球(尺寸为2~4μm)嵌插入纤维素衍生的碳气凝胶(CDCA)的三维碳骨架结构中。通过扫描电子显微镜(SEM)可以观察到,三维的Ni(OH)2/NiOOH微球是由众多的二维片状结构(宽度为300~800 nm)沿不同方向聚集、堆叠而形成的。将Ni(OH)2/NiOOH/CDCA纳米复合材料与乙炔黑(导电剂)和聚四氟乙烯(黏结剂)混合,然后负载在...
作者:陈媛; 韩雁明; 范东斌; 晏婷婷; 李改云; 王思群 期刊:《林业科学》 2019年第10期
作为一种新型轻质多孔的功能性气凝胶,生物质纤维素基碳气凝胶具有独特的各向同性三维网络层级结构,该结构使生物质纤维素基碳气凝胶兼具气凝胶的高比表面积、高孔隙率、低密度以及碳材料的耐热性、导电性和生物质材料的可降解性、生物相容性,是近年来纳米功能性材料领域的研究热点之一。生物质纤维素基碳气凝胶原材料来源广泛,包括木材、竹材、果蔬等植物及其加工物、海洋生物和细菌等。基于原料形态不同,本研究将生物质纤维素基...
作者:张恩爽; 吕通; 刘韬; 黄红岩; 刘圆圆; 郭慧; 李文静; 赵英民; 杨洁颖 期刊:《高等学校化学学报》 2019年第03期
采用溶胶-凝胶、超临界干燥及高温裂解技术制备了不同石墨烯掺杂量的碳气凝胶(G-CA)粉体材料,通过控制材料的组成和微观结构,制备了密度仅为0.0093g/cm 3 的低密度高导电性气凝胶粉体.将G-CA粉体布撒在空气中,测试其对毫米波、可见光和红外光的衰减性能.结果表明,相对于纯碳气凝胶和纯石墨烯气凝胶, G-CA粉体对3种波段的电磁波的衰减性能大幅度提高.其中石墨烯/掺杂量为7%的碳气凝胶(7%G-CA )在布撒初期和布撒20min后,对红外光和可...
作者:张璇; 杨佳兴; 金秋阳; 佟明兴; 周俊熹; 高静; 李国华 期刊:《化工学报》 2019年第07期
多孔碳材料因其优异的导电性和稳定性,以及成本低廉等优点而成为当今的研究热点之一。以苯酚、甲醛和三聚氰胺为原料,利用高浓度氯化锌来提供超盐环境,经溶剂热反应后,在氮气中800℃下热解制得了含氮碳气凝胶(N CA)。扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和氮气吸附等表征结果表明,该含氮碳气凝胶具有分级多孔蜂窝状结构,其比表面积高达729.6m^2/g。采用三电极测试体系测试了含氮碳气凝胶的电化学性能,结果表明,在三电极体系...
作者:黄舜天; 锁浩; 崔升; 郁可葳; 苏杭; 郑洪蛟 期刊:《材料导报》 2018年第A01期
碳气凝胶是一种新型的非晶态纳米材料,具有比表面积高(600~1 100m2/g)、孔隙率高(80%~98%)和物理化学性能稳定等优点,特别适合作为催化剂及其载体。并且碳气凝胶具有极低的热导率和良好的导电性能,这使得碳气凝胶在耐高温材料和电化学领域中表现出极大的应用前景。近年来,碳气凝胶作为电化学能源材料得到了蓬勃的发展。本文针对现状主要介绍了碳气凝胶的制备工艺,并全面综述了碳气凝胶在燃料电池、锂离子电池和电化学超级电...
作者:张会林; 叶玉凤; 吴学玲; 沈军 期刊:《电子元件与材料》 2018年第09期
碳气凝胶是高比表面积、低电阻的纳米多孔碳材料,有着广泛的应用前景,是一种较为优良的超级电容器电极材料。以间苯二酚和甲醛为反应前驱体,用溶胶-凝胶法制备出高密度(0.567 g/cm2)碳气凝胶。采用扫描电镜(SEM)以及氮气吸脱附等方法对高密度碳气凝胶的微观结构及孔特征进行表征;并通过循环伏安、恒流充放电法研究了不同催化剂含量即R/C值(间苯二酚和碳酸钠的摩尔比值)和溶质质量分数对高密度碳气凝胶材料的电化学性能的影响。结果...
气凝胶材料是一种质轻、低密的多孔材料,对其研究较多。它具有良好的发展前景和巨大的科研价值。通过介绍高分子气凝胶、碳气凝胶等复合材料的制备方法,阐述了结构与性能的关系,并对气凝胶材料未来的发展作了展望。
作者:秦仁喜; 沈军; 薛辉; 吴广明; 周斌 期刊:《水处理技术》 2005年第04期
碳气凝胶是一种新型多孔碳材料,具有比表面积大、电导率高的特点。本文通过常压干燥制备了碳气凝胶,研究测试了其结构特性,用NaCl溶液模拟海水,利用CDI原理,以碳气凝胶作电极进行了NaCl溶液的除盐实验。实验表明,决定碳气凝胶的除盐效果的主要因素为比表面积和电导率。在不同配比结构中,以R/C为1500、M值为30%的碳气凝胶电极的除盐效果最佳。利用双电层电容模型解释探讨了碳气凝胶电极的除盐机理。
作者:秦仁喜; 沈军; 吴广明; 周斌; 王琴; 倪星元; 郭艳芝 期刊:《过程工程学报》 2004年第05期
研究了碳气凝胶在常压条件下的制备过程和干燥方法. 用扫描电镜、比表面测量仪及孔径分布仪对其结构进行了表征与测试. 通过改变催化剂和溶剂的用量,可以实现碳气凝胶的颗粒直径及孔洞由纳米到微米级的连续调节. 通过降低催化剂浓度并以丙酮进行溶剂替换,成功实现了碳气凝胶的常压干燥. 常压干燥样品具有250~650 kg/m3的低密度和250~550 m2/g的高比表面积. 分析了其溶胶(凝胶反应机理,围绕毛细压力和材料强度等方面探讨了其常压...
浙江大学高超教授团队近日设计制备出高度可拉伸的无机全碳气凝胶弹性体。该弹性体同时具备超低密度、高拉伸比、低能量损耗、抗疲劳、宽温度适用范围等优异性能。
作者:郎小玲; 卢才先; 丁月琳; 刘开宇 期刊:《高师理科学刊》 2017年第12期
采用冷冻干燥有机气凝胶法制备碳气凝胶,利用沉积法在其表面负载Mn2O3制备Mn2O3/CRF复合材料,并通过调节沉积时间制得4种不同的Mn2O3/CRF复合材料,并考察了4种复合材料的电化学性能差异.结果表明,沉积时间为10min的Mn2O3/CRF复合材料的比电容最大,且循环伏安曲线矩形的宽度最大,CV曲线覆盖面积最大,比电容高达375F/g,表现出良好的电化学电容特性.
日前,国内首套1000L超临界二氧化碳气凝胶干燥设备正式投入使用,并开始规模化生产。该设备由航天科工集团306所与贵州航天乌江机电设备有限责任公司合作设计建造,具有年产100m3气凝胶材料的生产能力,为满足多种产品及民品市场的需求提供了保障。设备生产的气凝胶材料是一种轻质、高效的隔热材料,已在多个产品中得到应用,并能应用到建筑、船舶、航天等领域。
作者:王琴; 沈军; 周斌; 吴广明; 郭艳芝; 秦仁喜 期刊:《材料导报》 2004年第F04期
以碳气凝胶作锂离子模拟电池的正极,金属锂作模拟电池的负极进行电化学实验,通过改变催化剂和质量百分比来控制碳气凝胶的结构。采用恒流充放电模式对碳气凝胶结构和电化学性能间关系进行了研究。研究表明碳气凝胶的充放电曲线与碳气凝胶的结构间存在密切的联系。
作者:王金凤; 王朝阳; 唐永建; 高涛; 刘伟民 期刊:《强激光与粒子束》 2005年第11期
溶胶-凝胶法制备了高HC比(10~40,对苯二酚与催化剂(Na2CO3)的物质的量之比)的对苯二酚-甲醛有机气凝胶,并经高温碳化处理得到其碳气凝胶.借助有机气凝胶的红外光谱研究了其化学结构,说明其网孔结构形成的可能性;研究了有机气凝胶的扫描电镜图像、比表面积及孔径分布等,并得到碳化前后的一些对比数据:有机气凝胶颗粒大小30~50 nm,碳化后约为10 nm,比表面积从341.77 m2/g增大到452.75 m2/g,密度从0.170 8 g/cm3增大到0.335 6 g/cm3...
作者:罗大为; 林峰; 栾崇林; 陈进洪; 陈佳明; 李雪 期刊:《人工晶体学报》 2017年第04期
采用水热/溶剂热法,通过在碳气凝胶(CA)表面负载纳米Fe2O3颗粒,制备了具有不同外观形貌的CA/Fe2O3复合负极材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TG)等测试手段表征了碳气凝胶、Fe2O3及CA/Fe2O3的结构、形貌和Fe2O3负载率,并对复合负极的电化学储锂性能进行了研究。结果表明,采用水热或溶剂热法时,在碳气凝胶表面合成的Fe2O3颗粒分别呈橄榄球状和微球状。电化学结果表明,采用溶剂热法合成的CA/Fe2O3复合材料...
作者:杨喜; 刘杏娥; 马建锋; 江泽慧 期刊:《材料导报》 2017年第07期
生物质材料成本低廉、碳源丰富,是碳气凝胶制备中最经济、环保和可持续性的原料。生物质基碳气凝胶展现出密度低、弹性高、比表面积大和导电性好等优异特性,有望广泛应用于电化学储能器件和吸附净化等领域。综述了生物质基碳气凝胶,如纤维素碳气凝胶、木质素基碳气凝胶、生物质衍生物基碳气凝胶以及碳气凝胶复合结构材料的制备工艺,总结了生物质基碳气凝胶在吸附和电化学等领域的应用研究。最后,分析了大规模制备结构均一和性能优...
作者:罗大为; 陈佳明; 李世伟; 陈玉奇; 李志军; 李雪 期刊:《人工晶体学报》 2017年第01期
采用超临界干燥法制备了碳气凝胶(Carbon Aerogels,CA),然后通过简单的化学还原法制备CA/Sn Sb复合负极材料。采用XRD和SEM等手段对材料的结构及形貌进行了表征,利用恒电流充放电测试了材料的循环性能。研究结果表明,碳气凝胶表现出纳米多孔三维网络结构,当对Sn Sb合金采用碳气凝胶修饰后,纳米Sn Sb颗粒包含在碳气凝胶的网络骨架中,呈现出碳气凝胶和纳米Sn Sb合金颗粒相互交错分布的结构,极大改善了复合材料的团聚性。CA/Sn Sb复...