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高分散炭黑平衡结构模型对聚丙烯导电性能的影响
余本祎;程佳怡;景明辉;为提升炭黑填充聚丙烯的导电性能,目前普遍采用表面改性或微波处理等方法,但存在炭黑高结构与高分散性能较难实现平衡。本文首创炭黑高结构模型,结合实际生产经验和产品应用场景的具体需求,针对填充聚丙烯计算炭黑高结构度值,使高结构炭黑达成最佳颗粒分布状态,研究平衡结构度与颗粒分布对炭黑填充聚丙烯导电性能的影响。实验结果表明,满足高结构粒径平衡形态设计的高分散炭黑在填充聚乙烯时具有更优的分散性,分散度由79.5%提升至86.06%,导电性提升显著,体积电阻率从105Ω·cm降低至103Ω·cm。
氮掺杂多孔炭球固载Bi2Sn2O7纳米粒子光催化还原CO2性能研究
梅艳;胥国敏;张长明;太阳能光驱动CO2转化为高附加值的碳氢燃料是极具可持续发展潜力之路。采用悬浮聚合法,辅以碳化和浸渍法,将Bi2Sn2O7纳米粒子固定在氮掺杂多孔炭球表面形成固载型复合光催化剂。复合光催化剂表现出优异的光还原CO2活性(CO 产率为201.99 μmol·g-1·h-1)和良好的循环稳定性。光催化效率的提升主要归因于Bi2Sn2O7和氮掺杂多孔炭球的协同作用,其中Bi2Sn2O7改善了疏水性,促进了H2O的氧化反应,为光催化CO2还原提供了更多的有效电子。另一方面,氮掺杂多孔炭球的大比表面积和碱性氮物种(N-6, N-5)提供了更多的反应位点,并且作为电子转移通道有利于光生电子-空穴对的分离。
中间相沥青基炭纤维的制备与表征研究
焦玉凯;王辉;李明;中间相沥青基炭纤维(MPCF)具有导热性能高、热膨胀系数小、弹性模量高等优异性能,被广泛应用于航空航天、国防军工、轨道车辆、压力容器等领域。但由于MPCF现有制备工艺复杂、产业规模较小等问题,使得MPCF的制备工艺成为高性能炭纤维领域的研究重点和难点。本文系统探讨了MPCF的制备方法,从原料来源、制备工艺、表征方法和应用现状等方面概述了其研究发展状况,分析了行业竞争格局,并对高性能炭纤维未来发展趋势做出了展望。
膨胀石墨/石蜡-正十七烷复合相变材料制备及蓄热单元性能研究
常远;张世杰;郑晨潇;白欣茹;为了防止相变材料在固液相变过程中出现泄漏,并且提升其导热性能,本文以石蜡(PA)和正十七烷(C17)为相变材料主体、膨胀石墨(EG)为吸附性材料,通过熔融共混法制备出复合相变材料(CPCM),并对其进行泄露性、扫描电镜(SEM)、热性能、导热性、循环稳定性测试,确定复合相变材料的最佳配比,并将其应用于相变蓄热单元中,建立相变蓄热单元数学模型,对相变蓄热单元蓄热性能进行研究。结果表明:石蜡/膨胀石墨的最佳配比为13:1,导热系数为0.64 W/(m·K),正十七烷/膨胀石墨最佳配比为10:1,导热系数为0.49 W/(m·K);采用梯级排布的相变蓄热单元相变时间较比单级缩短了1140s,效率提高了15%。所研究的梯级相变蓄热单元在热能储存与释放方面具有独特的优势,有望在建筑物的热调节设备中得到有效集成。
一体化沥青基炭硅负极材料的合成及电化学性能研究
胡澜;岑厚桦;甘冰清;黄启忠;苏哲安;当前传统涂布工艺制备的炭硅电极尤其依赖粘结剂和导电剂。这种依赖性导致存在界面接触不理想、电子传导路径不稳定以及活性物质质量负载率的提升受限等问题。针对上述问题,本实验以煤沥青作为炭前驱体原料,通过绿色的低共熔溶剂萃取出富含杂原子、分子量适中且结构可调的活性组分,从而获得了具有优异可加工性和可控炭化行为的理想炭前驱体溶液。进而,通过低温热解法制备了无需粘结剂和导电剂的一体化沥青基炭硅负极材料:SC@PC。SC@PC在 0.2 A·g-1电流密度下的首次放电容量高达 3423.16 mhA·g-1;在 2 A·g-1大电流密度下循环300次后仍然能保持 1855.90 mAh·g-1的可逆容量;在倍率性能方面,即使在高达 3 A·g-1 的电流密度下,仍能保持1592.10 mhA·g-1的超高可逆比容量。
烧结对碳系加热膜导电性能影响研究
李文浩;袁英才;李恒;张晋豪;孟龙;秦羽瑞;龙吉;赵琦;烧结工艺对碳系加热膜的导电性能有较显著影响。本研究通过探究烧结温度、时间对成膜厚度的影响,结合SEM图对发热膜进行表征,并对所制备的加热膜进行电性能测试。研究表明,在170 ℃温度下烧结10 min,碳系加热膜的单层、双层及三层导电性均最优。加热膜在此烧结参数下碳系材料分布均匀且孔隙率较低,形成的导电通路更多更均匀。在其条件下三层方阻较未烧结降低64%,标准差骤降超过98%。