碳功能材料的制备及其性能研究

来源 :安徽理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oyfeng168
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于碳材料质量轻、耐腐蚀、介电性能优异、成本低等特点,其已越来越多的在吸波材料、电容器中得到应用。碳基复合吸波材料的制备逐渐向简单低廉、易制备、可调控的目标方向发展。木质素作为自然界中第二大可再生的天然高分子物质,具有价格便宜,来源广泛,碳含量高的特点,因此可将木质素作为前驱体制备碳材料。煤也是一种含碳量高且廉价的资源,但其灰分高,碳化所得物质电磁波吸收性能不高,将煤和木质素混合碳化可改善其电磁波吸收性能。因此,本文主要研究内容包括木质素基石墨烯的制备及其电化学性能研究、木质素基碳/聚苯胺复合材料的制备及其电磁波吸收性能研究和煤/木质素衍生功能材料的制备及其电磁波吸收性能研究。通过上述研究得出以下结论:(1)木质素基石墨烯的制备及其电化学性能研究。将硝酸铁、四氢呋喃和木质素混合物搅拌均匀,将其水浴加热预处理得到木质素前驱体,再高温锻烧木质素前驱体后进行除杂处理得到木质素基石墨烯。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱(Raman)等测试手段对样品进行了表征,并测试了其电化学性能。结果表明:高温热解处理木质素可以制备出石墨烯纳米片,其具有部分层片聚集,部分保留层片结构的特点。并且制备的木质素基石墨烯具有良好的比电容和电化学可逆性,可以在电容器中应用。(2)木质素基碳/聚苯胺复合材料的制备及其电磁波吸收性能研究。用原位聚合法合成了聚苯胺,通过加入一定量的木质素和不同量的聚苯胺进行水浴加热预处理得到前驱体,将其在干燥箱内烘干后放入管式炉锻烧制备木质素基碳/聚苯胺复合材料。采用XRD、Raman、FT-IR、HRTEM、扫描电子显微镜(SEM)和网络矢量分析仪(VNA)对复合材料的结构组成、微观形貌和电磁参数进行了详细研究。结果表明:木质素基碳/聚苯胺复合物的介电性能可以通过设计复合材料的物料比进行调整,能同时实现合理的阻抗匹配和能量衰减。木质素基碳/聚苯胺复合材料最佳RL在8.88 GHz时达到-50.96 dB,厚度为3.09 mm,有效吸收带宽为4 GHz。因此,木质素基碳/聚苯胺复合材料有望成为电磁波吸收材料进行应用。(3)煤/木质素衍生功能材料的制备及其电磁波吸收性能研究。将煤、木质素、氢氧化钾和适量的去离子混合并搅拌均匀,烘干成固体放入管式炉进行煅烧制备煤/木质素衍生功能材料。通过FT-IR、SEM和热重分析仪(TG)等手段对合成的产物进行了表征,并测试了其电磁波吸收性能。结果表明:煤/木质素衍生功能材料最佳RL为-51.89 dB,对应的峰强频率为6.24 GHz,厚度d=4.14 mm,有效吸收带宽2.64 GHz(从4.96 GHz至7.6 GHz)。因此,煤/木质素衍生功能材料展现出超强、带宽和轻薄的电磁波吸收性能。图[29]表[6]参[105]
其他文献
大倾角煤层开采所造成的围岩变形破坏较一般条件下煤层不同,由于采场覆岩所受荷载的非对称性,其覆岩破断规律也具有特殊特征。由于缺乏对覆岩结构变形破断特征及顶板来压规律的研究,造成支架选型不合理、工作面灾害事故频发。基于此,本文以桃园矿Ⅱ1042工作面为工程背景,对大倾角煤层开采过程中的覆岩破断特征及矿压显现规律等问题展开研究,主要研究结论如下:(1)设计相似模拟试验模拟大倾角采场覆岩破断特征和运移规律
近年来,光学自由度和机械自由度之间的耦合不断地吸引着广大科研人员的关注,因此,光力系统一直都是一个研究的热点。随着现代纳米科学技术的不断进步,机械谐振器的尺寸已经大大缩小到了一个纳米数量级,各种各样的谐振器得以制备,为纳米机械系统的量子光学特性研究提供了一个良好的平台。通常情况下,纳米机械振子的质量和体积极小,耗散相对较低并且拥有很高的品质因子和振动频率。因此,在进行高精度引力波检测、位移计算、质
背景:终末期肾病(End stage renal disease,ESRD)患者同时出现以全身炎症反应综合征为标志的免疫活化状态和免疫缺陷状态,感染的发病率和死亡率显著增加。深入研究ESRD免疫功能紊乱的机制,建立有效治疗干预措施,对改善ESRD预后有着重要的意义。NK细胞活化性受体NKG2D(Natural-killer group2,numberD)广泛表达于自然杀伤(NK)细胞、CD8+T细
头颈部鳞状细胞癌(Head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)为源于上呼吸道鳞状上皮细胞的一组异质实体肿瘤,具有较强转移和复发倾向,故其发病率和死亡率高。通过转录组学和表观遗传学,筛选HNSCC密切关联的生物标志,对患者的早期诊断、治疗和预后监测至关重要。长链非编码RNA(Long non-coding RNAs,LncRNAs)在肿瘤发生和转移中的重要
随着我国煤炭资源开采趋向深部化,无论是巷道掘进还是工作面回采过程中,顶板水害是影响矿井安全生产的重要因素。为了验证地面瞬变电磁法探测深部煤层顶板水的可靠性,进一步提高瞬变电磁数据解译精度,为煤矿防治水提供技术保障。本文结合数值模拟、反演算法优化和现场探测试验开展了神东布尔台矿深部开采工作面顶板水地面瞬变电磁探查试验研究,取得了如下认识:(1)神东布尔台矿地层电性结构总体呈:“高—略低—较低—高—更
背景:心力衰竭在冠心病患者中发生率高,舒张功能不全是早期受累的敏感指标,早期发现并干预,对预防心力衰竭的发生发展有重要意义。目前舒张功能研究多集中在功能性机制研究,冠脉硬化导致走行于心脏表面的冠脉以及分布在心肌间的小血管的顺应性下降,是否对心脏的收缩及舒张功能产生机械性束缚效应,从而造成心脏舒张功能下降,值得研究,经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervent
目的急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)主要发生机制是髓系未成熟细胞的分化受阻、异常增殖,导致外周血中正常的成熟粒细胞缺乏,是高异质性的恶性血液病。近年来,随着风险评估、化疗的方案和干细胞移植的改善,不到30%的患者可以实现长期无病生存,大多数患者主要死于持续性或复发性AML。目前,临床实验室诊断AML的主要方法是MICM分型,即对患者的骨髓标本进行形态学(Mor
目的采用有限元建模分析方法,建立L3-5模型(正常模型)、L4-5全椎板减压,髓核摘除模型以及L4-5全椎板减压、椎间cage融合、弓根钉内固定模型三种三维有限元模型,模拟人体腰椎在进行前屈、后伸、左右侧弯、左右轴向旋转时,继而分析出三种模型的上位邻近节段应力变化,从力学角度比较三种模型上位邻近节段生物力学变化强度特点。方法通过采集一名正常成人的腰椎CT影像数据(DICOM格式),依次导入Mimi
页岩储层低孔低渗的特点,决定页岩气商业开采需要进行压裂改造。影响页岩储层可改造性的因素有许多,其中页岩脆性直接影响地层受压后形成的裂缝网络发育情况,因此页岩储层脆性的研究显得至关重要。本文以DX区块五峰-龙马溪组页岩储层特性为基础,探讨页岩储层脆性的地质控制因素及各因素之间的相关关系;通过数值模拟的方法分析页岩储层水力压裂裂缝拓展规律,结合模糊综合评价方法,建立页岩储层可改造性评价模型,通过工程实
与现浇混凝土相比,预制混凝土构件具有相当大的优势,相较现浇结构,预制结构主体在工厂模式化加工制作,质量安全可保证,现场施工快,适应当今快节奏的施工模式。由国内外研究现状分析可知,对于装配式混凝土结构,在梁柱节点的构造形式、抗震性能研究、设计方法等方面,存在亟需解决的问题,限制了预制结构的发展,急需提高预制结构的整体性能,现场后浇部位的强度和稳定性。为了进一步改善预制构件之间的拼接存在的一些问题,增