检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2024年第6期43卷 3174-3186页

作者：蔚德磊韩康顺陈瑶刘祥春崔平安徽工业大学化学与化工学院安徽省煤洁净转化与高值化利用重点实验室安徽马鞍山243032

单原子Ni、N共掺杂碳材料基催化剂(Ni-N-C)电催化CO_(2)制CO,因其在较大的电流密度和较大的过电势下仍具有超高的CO选择性,引起了广泛关注。本文综述了Ni-N-C电催化CO_(2)制CO研究进展,包括氮掺杂碳材料基催化剂和Ni-N-C电催化CO_(2)制C... 详细信息

单原子Ni、N共掺杂碳材料基催化剂(Ni-N-C)电催化CO_(2)制CO,因其在较大的电流密度和较大的过电势下仍具有超高的CO选择性,引起了广泛关注。本文综述了Ni-N-C电催化CO_(2)制CO研究进展,包括氮掺杂碳材料基催化剂和Ni-N-C电催化CO_(2)制CO。总结了氮掺杂碳材料基催化剂中不同形态N的催化活性,目前为止,N在该类催化剂电化学还原CO_(2)中的确切作用没有达成共识。此外,还总结了Ni-N-C的催化性能、催化机理及催化性能改性方法,探讨了与Ni配位的N原子和缺陷位对催化活性的影响规律,分析了各类碳载体的优缺点。Ni-N-C电化学还原CO_(2)制CO研究已取得一定的进展,如电流密度可达工业级要求,但是其实现大规模工业化应用还需解决一些关键问题,如开发高活性和高稳定性Ni-N-C的定向制备技术;研发制备简易温和、成本低廉、具有抗腐蚀性、耐高温的先进碳载体材料。

关键词：单原子Ni 富氮碳材料电催化 CO_(2)制CO

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镍/氮共掺杂自支撑泡沫碳电极的构建及电催化CO_(2)还原性能

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高等学校化学学报 2024年第10期45卷 110-118页

作者：朱佳佳芮家亮石文文甘铠宁李宏强何孝军安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室马鞍山243002

以沥青为碳源、聚氨酯泡沫为模板,通过浸渍、固化和碳化等步骤制备了一系列镍/氮共掺杂自支撑泡沫碳电极,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附分析、拉曼光谱和X射线光电子能谱等手段对材料进行了表征.结果表明,制备的... 详细信息

以沥青为碳源、聚氨酯泡沫为模板,通过浸渍、固化和碳化等步骤制备了一系列镍/氮共掺杂自支撑泡沫碳电极,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附分析、拉曼光谱和X射线光电子能谱等手段对材料进行了表征.结果表明,制备的泡沫碳电极为三维大孔骨架结构,表面具有缺陷位和Ni—N配位结构,通过改变碳化温度可调控N含量,进而实现对Ni—Nx活性位含量的调控.将该泡沫碳电极作为电还原CO_(2)的自支撑电极,可得到H_(2)/CO摩尔比稳定可控的合成气.在-0.9~-1.3 V(***)电位窗口内,H_(2)/CO摩尔比可从1/2调整至2/1.反应10 h后,在900℃下得到的泡沫碳电极的电流密度为5.7 mA/cm^(2),H_(2)/CO摩尔比约为1/1.

关键词：电催化CO_(2)还原自支撑电极合成气泡沫碳

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氮氧共掺杂多孔炭的制备及其锌离子混合超级电容器性能研究

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燃料化学学报（中英文） 2023年第4期51卷 544-553页

作者：曹恩德张苗苗刘海龙谢瑞伦田誉娇安徽工业大学化学与化工学院、煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

本研究以价格低廉、来源广泛的煤沥青作为炭前驱体、尿素作为氮源和模板、氢氧化钠作为活化剂,通过结合模板法与化学活化法成功制备了具有纳米片状结构的氮氧共掺杂的多孔炭材料。多孔炭电极在0.05 A/g时最大比容量高达255.5 mA·h... 详细信息

本研究以价格低廉、来源广泛的煤沥青作为炭前驱体、尿素作为氮源和模板、氢氧化钠作为活化剂,通过结合模板法与化学活化法成功制备了具有纳米片状结构的氮氧共掺杂的多孔炭材料。多孔炭电极在0.05 A/g时最大比容量高达255.5 mA·h/g,在电流密度为1 A/g时,放电比容量达到78 mA·h/g。经过12000次循环,容量保持率仍有72.4%,并且能量密度最高达到99.6 W·h/kg,展现出作为正极材料的巨大潜力。以煤沥青为原料制备的氮氧共掺杂多孔炭材料作为锌离子混合超级电容器的正极材料表现出了优异的电化学性能。

关键词：锌离子混合超级电容器煤沥青多孔炭氮氧共掺杂电极材料

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碳纳米管模板导向制备煤沥青基电热材料及其性能调控研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第3期52卷 405-412页

作者：郭君卓雷智平闫洪雷贾同鑫杨雪李占库颜井冲水恒福任世彪王知彩康士刚安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用省重点实验室安徽马鞍山243002

本研究以煤沥青为原料、多壁碳纳米管为结构导向剂,通过炭化制备了形貌和结构可控的煤沥青基碳膜,考察了多壁碳纳米管对导电填料结构及碳膜电热性能的影响规律。研究发现,多壁碳纳米管掺杂导致导电填料的晶格排列有序度增加、晶格间距... 详细信息

本研究以煤沥青为原料、多壁碳纳米管为结构导向剂,通过炭化制备了形貌和结构可控的煤沥青基碳膜,考察了多壁碳纳米管对导电填料结构及碳膜电热性能的影响规律。研究发现,多壁碳纳米管掺杂导致导电填料的晶格排列有序度增加、晶格间距减小和石墨化程度提高;多壁碳纳米管的引入提高了碳膜的载流子浓度,进而显著提高了其导电性。掺杂2%碳纳米管,可使煤沥青基碳膜的载流子浓度提高3.2倍、电阻降低67%;在5、10和15 V电压下,煤沥青基碳膜的发热温度分别可达44、88和165℃,相对未掺杂碳膜分别提高了7、22和70℃,显示出极大的应用前景。

关键词：煤沥青碳膜碳纳米管模板焦耳电热性能

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基于煤基腐殖酸的高效减水剂合成与性能表征

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化工进展 2023年第7期42卷 3634-3642页

作者：王知彩刘伟伟周璁潘春秀闫洪雷李占库颜井冲任世彪雷智平水恒福安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

为了探索褐煤高值化利用途径,利用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)和丙烯酸(AA)分别对褐煤氧化解聚腐殖酸(OHA)和商品化腐殖酸(NHA)进行接枝共聚改性,制备了两种煤基腐殖酸(CHA)高效减水剂,考察了接枝共聚物结构及其单体配比对水泥... 详细信息

为了探索褐煤高值化利用途径,利用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)和丙烯酸(AA)分别对褐煤氧化解聚腐殖酸(OHA)和商品化腐殖酸(NHA)进行接枝共聚改性,制备了两种煤基腐殖酸(CHA)高效减水剂,考察了接枝共聚物结构及其单体配比对水泥砂浆和净浆流动度的影响,结合接枝共聚物结构表征对两种CHA高效减水剂的吸附性能及砂浆流动性、减水率、坍落度和机械强度等应用性能进行了评价,并与商品减水剂FDN-C进行了对比。结果显示,AMPS与AA接枝共聚改性可以显著提高CHA的水泥浆体流动性和减水率。其中,AA/AMPS=0.15时,接枝共聚物的改性效果最好;OHA接枝共聚改性效果优于NHA。OHA和NHA接枝共聚物的混凝土减水率分别达到24%和22%,28d抗压强度分别提升31.7%和40.0%,并且保坍能力明显高于FDN-C。CHA的芳香度高及含有丰富的酚羟基和羧基,有利于AMPS和AA接枝共聚反应,可以作为石油替代品用于制备水泥等材料的高效分散剂。

关键词：褐煤氧化腐殖酸高效减水剂合成分散吸附

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三维氮掺杂分级多孔碳纳米片的制备及储锌性能

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 133-144页

作者：何军朱傲阳魏雨晨朱怡全蒋莉何孝军安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室马鞍山243002 安徽工业大学继续教育学院马鞍山243002

以MgO@ZIF-8为双模板和辅助碳源,KHCO_(3)为活化剂,煤沥青(CTP)为碳源,制备了三维氮掺杂分级多孔碳纳米片(N-CNs),探究了KHCO_(3)与CTP的质量比对N-CNs的结构、化学组成和锌离子储存性能的影响.结果表明,当KHCO_(3)与CTP的质量比为3∶1... 详细信息

以MgO@ZIF-8为双模板和辅助碳源,KHCO_(3)为活化剂,煤沥青(CTP)为碳源,制备了三维氮掺杂分级多孔碳纳米片(N-CNs),探究了KHCO_(3)与CTP的质量比对N-CNs的结构、化学组成和锌离子储存性能的影响.结果表明,当KHCO_(3)与CTP的质量比为3∶1时,制备的样品(N-CN_(3))具有三维互连的碳纳米片结构、高比表面积(2360m^(2)/g)和吡咯氮含量.将N-CN_(3)作为锌离子混合电容器(ZHCs)正极时,其在2mol/LZnSO_(4)电解液中展现了出色的比容量(当电流密度为0.2A/g时,比容量为157.6mA·h/g)、高的能量密度(在176.1W/kg功率密度下能量密度为126.5 W·h/kg)和优异的循环稳定性(当电流密度为5 A/g时,经过20000次循环后容量仅衰减6.4%,库仑效率为99.6%).密度泛函理论计算结果证实,吡咯氮掺杂增加了电极材料对锌离子的吸附能,提高了N-CNs对锌离子的吸附容量.

关键词：锌离子混合电容器煤沥青多孔碳 MgO@ZIF-8 密度泛函理论计算

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高硫煤基多孔碳材料的可控制备及其用于锂硫电池

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洁净煤技术 2024年第6期30卷 128-141页

作者：廖明月雷智平贾同鑫李亚洲李占库颜井冲水恒福闫洪雷任士彪王知彩康士刚安徽工业大学化学与化工学院煤洁净转化与高值化利用省重点实验室安徽马鞍山243002

高性能、低成本的多孔碳材料是理想的锂硫电池硫宿主材料,但利用廉价的原料实现其规模化制备仍面临巨大挑战。以资源丰富的高硫煤为原料,采用氧化镁和氢氧化钾作为模板剂和活性剂,制备了煤基多孔碳材料,并研究了其作为锂硫电池硫宿主材... 详细信息

高性能、低成本的多孔碳材料是理想的锂硫电池硫宿主材料,但利用廉价的原料实现其规模化制备仍面临巨大挑战。以资源丰富的高硫煤为原料,采用氧化镁和氢氧化钾作为模板剂和活性剂,制备了煤基多孔碳材料,并研究了其作为锂硫电池硫宿主材料的构效关系。研究发现,煤基碳材料制备过程中,模板剂MgO作用下产生介孔(占比74%);活性剂KOH主要导致微孔(占72%)生成;MgO和KOH共同作用制备的碳材料PCMgO+KOH比表面积大(1616 m^(2)/g)、孔容高(1.02 m^(3)/g)、孔结构丰富(介孔54%、微孔46%)。电化学性能测试结果表明,S@PCMgO+KOH具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性,在1 C充放电倍率循环500圈后容量仍能保留553.2 mAh/g,容量保持率达65.5%,每个循环的衰减率低至0.069%;在2 C下,循环500圈后容量为484.0 mAh/g,容量保持率为63%,每圈衰减率仅0.075%,具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性。PCMgO+KOH优异的电化学性能主要来自其较小的欧姆电阻和电荷转移电阻、快速的多硫化物氧化还原反应动力学及对多硫化锂优异的束缚能力。本研究为价廉性高的锂硫电池硫宿主材料的制备提供了可选择的路线。

关键词：锂硫电池高硫煤模板剂活性剂煤基多孔碳:介孔结构微孔结构

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硼对铁焦微观结构的影响

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煤炭转化 2024年第5期47卷 1-9页

作者：朱锐张帅李雪邵文杰雷昭崔平凌强安徽省煤洁净转化与综合利用重点实验室安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243032 安徽省科学技术情报研究所合肥230001

为探究硼原子对铁物种在焦炭分子骨架中的分布和价态组成的影响及对铁焦微观结构和强度的促进机理,以添加不同质量分数的硼酸制备的复合铁焦为研究对象,通过光学显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪等仪器,对比分析了硼添加前后铁... 详细信息

为探究硼原子对铁物种在焦炭分子骨架中的分布和价态组成的影响及对铁焦微观结构和强度的促进机理,以添加不同质量分数的硼酸制备的复合铁焦为研究对象,通过光学显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪等仪器,对比分析了硼添加前后铁焦微晶结构、光学组织、气孔结构和显微强度的变化。结果表明:在硼添加量为0.2%时,所制备的铁焦的Mf+Mm+Mc+Fi结构的含量达到最大,为68.25%,各向同性结构的含量降低,光学组织指数(OTI)和显微强度(MSI)均达到最大,分别为138和49.3,气孔率下降到59%,孔壁厚度增大到20μm;而随着硼添加量的进一步增大,铁焦的OTI和MSI均呈现下降趋势,气孔率上升,孔壁厚度减小。添加适量的硼后,硼原子以层间插入物进入铁焦石墨晶格,从而导致铁焦的稠环增大,中等尺寸各相异性结构含量增加,可促进热解成焦过程中类似粗粒镶嵌等强度较高的显微组织的形成,增大铁焦的壁厚。并且,硼原子对铁焦骨架的掺杂所形成的BC3结构使得铁焦微晶的石墨化程度增强,从而有助于改善铁焦的显微结构强度,有利于增强其稳定性。

关键词：硼铁焦微观结构焦炭强度光学组织

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聚对苯二甲酸乙二醇酯废塑料的热解聚及其在配煤炼焦中的应用（英文）

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：方世仙宋欢刘祥春崔平安徽省煤清洁转化与低碳利用重点实验室安徽工业大学化学与化工学院

利用低温热解预处理（LTPT）解聚聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）废塑料，以提高其粘结性（G）。利用热重（TG）、傅里叶变换红外光谱、热解-气相色谱-质谱连用技术和13C固体核磁揭示LTPT改性PET粘结性机理。此外，以工业混煤和G改性最优PE... 详细信息

利用低温热解预处理（LTPT）解聚聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）废塑料，以提高其粘结性（G）。利用热重（TG）、傅里叶变换红外光谱、热解-气相色谱-质谱连用技术和13C固体核磁揭示LTPT改性PET粘结性机理。此外，以工业混煤和G改性最优PET（PET300）或原PET为原料，进行坩埚焦实验。对所制备的焦炭进行CO2反应性（CR）、反应后强度（CSR）、TG、孔体积和拉曼谱图测试。结果表明，LTPT可以显著提高PET的G值，最优改性温度为300℃。G值的变化归因于LTPT引起的PET的C?O/C=O、脂肪族H和芳香性变化的共同作用所致。此外，与含PET的混煤制备的焦炭相比，含PET300的混煤制备的焦炭的CR降低了4.9%,CSR增加了7.4%，表明LTPT可以提高PET用于配煤炼焦的配入量。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯热解粘结性指数结焦性能

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不同变质程度煤热解过程中的软化熔融特性

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煤炭转化 2024年第5期47卷 44-52页

作者：贾玲利彭艳魏麟欢张小勇张代林安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

由于配合煤在焦炉炭化室内部干馏成焦,无法连续观察煤热解过程的动态变化,也不能实时展现煤在不同温度下的热演化行为。为了揭示不同变质程度炼焦煤热解过程中的软化熔融特性,探讨不同升温速率对煤热解过程中胶质体形态变化的影响,采用... 详细信息

由于配合煤在焦炉炭化室内部干馏成焦,无法连续观察煤热解过程的动态变化,也不能实时展现煤在不同温度下的热演化行为。为了揭示不同变质程度炼焦煤热解过程中的软化熔融特性,探讨不同升温速率对煤热解过程中胶质体形态变化的影响,采用热载物台显微镜原位观测五种性质不同的炼焦煤在10℃/min,30℃/min和50℃/min的升温速率下热解过程中的软化熔融特征。结果表明:随着升温速率的增加,煤基体内的解聚和分解反应加剧,不同变质程度炼焦煤热解过程中的胶质体铺展系数升高,各向异性的中间相增多,热解塑性区间向高温区偏移;同时快速热解可提高不(弱)黏结煤的膨胀性和软化熔融性。升温速率为50℃/min时热解过程中的各向异性中间相的变化表明,肥煤热解时形成的各向异性中间相最为丰富,说明随着升温速率的增加,煤分子结构受到的冲击更强,导致单元桥键断裂;煤芳香稠环破裂以及脂肪侧链和含氧官能团也快速裂解,产生大量自由基碎片,有助于形成更多胶质体;在热解过程中形成的各向异性中间相具有丰富的多色性,热稳定性较高,更能保持较为稳定的形态和结构,有助于改善焦炭的热态性能。

关键词：煤热解热载物台显微镜升温速率中间相胶质体

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