中国建筑材料科学研究总院有限公司, 北京 100024
金导体浆料因具有较好的稳定性与可焊性而被广泛应用于低温共烧陶瓷(LTCC)中。金粉的表面形貌、粒径等性质会对金导体浆料产生较大影响。以氯金酸为原料、D-异抗坏血酸为还原剂、阿拉伯树胶为分散剂, 采用不同试验条件制备了纯度较高的三种类球形金粉, 且三种金粉的表面形貌、粒径与比表面积均不同。金粉生长过程属于种子介导的生长方法, 控制Cl-浓度与反应液pH值最终可获得不同形貌与粒径的金粉。研究表明, 三种金粉的比表面积分别为0.740、0.418、0.447 m2·g-1。金粉比表面积显著影响金浆的黏度, 以三种金粉为功能相, 在相同配比下制备LTCC用金导体浆料, 其黏度分别为326、209及214 Pa·s。试验结果表明, 以NaOH溶液溶解氯金酸并调整氯金酸溶液pH值为2, 30%(质量分数)二乙二醇乙醚溶液作还原剂溶剂时制得的金粉为功能相来制备金导体浆料, 烧结后膜层致密度最高、方阻较低以及金丝键合强度最高, 其方阻与金丝键合强度分别为1.11 mΩ/□与866 g, 三种金导体浆料均具有较好的可焊性。
低温共烧陶瓷 金粉形貌 比表面积 金导体浆料 膜层致密度 金丝键合强度 low temperature co-fired ceramics gold powder morphology specific surface area gold conductor paste membrane layer density gold wire bond strength
1 天津科技大学轻工科学与工程学院，天津市制浆造纸重点实验室，天津 300457
2 浙江景兴纸业股份有限公司，浙江 平湖 314214
以天然纤维为载体，利用溶剂交换法将木质素纳米颗粒（LNPs）负载到纤维表面制备碳纤维电极材料，研究碳纤维材料的形貌、比表面积、热稳定性、结晶性能、表面电荷和电化学性能。结果表明：在LNPs与纤维的初始质量比为110时，电极材料比电容最大，为7.88 F/g，远高于未负载LNPs的电极材料比电容值(0.60 F/g)；在经过10 000次的循环测试(10 A/g)后，电容保持率高达93%。研究表明LNPs可有效提高复合碳纤维电极材料的比表面积和碳含量，为木质素在能源领域中的高附加值利用提供了新途径。
天然纤维 木质素纳米颗粒 比表面积 生物质碳纤维 电极材料 电化学性能 natural cellulose fiber lignin nanoparticles specific surface area biomass based carbon fiber electrode material electrochemical performance
金堆城钼业股份有限公司技术中心，西安 710077
以三氧化钼和硫为原料，采用Ar气保护固相合成法，合成花状二硫化钼。采用XRD、SEM、TEM等手段对样品的结构和形貌进行表征。考察了原料比、反应温度、反应时间、升温速率对样品纯度的影响，制备出纯度较高的二硫化钼。结果表明：当MoO3与S物质的量之比为1∶7.5，反应温度为450 ℃，反应时间为4 h，升温速率为15 ℃/min，可得到纯度为99.4%的花状二硫化钼，该花状结构由厚度为10 nm左右的翘曲片层组成，TEM照片中可见0.62 nm单层二硫化钼结构，具有较大的比表面积，使其在储能、催化等领域有广阔的应用前景。
二硫化钼 花状结构 固相合成法 纯度 比表面积 二维材料 molybdenum disulfide flower-like structure solid-state method purity specific surface area two dimension material
1 昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650093
2 云南省高校复杂铁资源清洁冶金重点实验室, 昆明 650093
活性炭具有独特的孔隙结构和表面性质, 这使其在净化工业烟气领域中有着重要应用。普通活性炭孔容偏小、微孔分布较宽、比表面积较小, 导致其吸附性能无法较好地满足烟气深度净化需求。对活性炭进行改性可优化孔容孔径, 提高孔隙率, 改善表面酸碱性, 进而提高活性炭的吸附性能。本文综述了近年来在酸性、碱性和中性条件下改性活性炭的研究进展, 并基于活性炭改性现存的不足和瓶颈问题总结了未来活性炭改性的研究重点。
活性炭 脱硫脱硝 改性 孔隙结构 比表面积 吸附性能 activated carbon desulfurization and denitrification modification pore structure specific surface area adsorption performance
1 1. 南京大学 物理学院, 南京 210093
2 2. 南京东焱氢能源科技有限公司, 南京 211100
3 3. 南京大学 固体微结构物理国家重点实验室, 南京 210093
研制高活性的电催化剂是实现质子交换膜燃料电池的商业化应用必须解决的关键技术之一。本研究以三乙胺为碱性络合剂、硼氢化钠为还原剂, 采用液相合成法制备PtCo纳米合金电催化剂, 再通过高温热处理实现最佳电化学性能。采用各种表征方法对催化剂的微观结构及电化学性能进行测定, 探究硼氢化钠、三乙胺的添加量及高温热处理对催化剂电化学性能的影响。结果显示, 适量的硼氢化钠可提升催化剂的电化学活性面积, 三乙胺可以改变催化剂的质量活性, 高温热处理能有效提升催化剂的质量活性, 极大提升催化剂的氧还原反应(ORR)能力; 在同一测试体系下, 添加100 mg硼氢化钠及100 μL三乙胺在500 ℃高温热处理条件下制备的PtCo纳米合金电催化剂的质量活性达到133 mA/mgPt, 是田中贵金属工业株式会社(TKK)商用PtCo合金催化剂的3倍。
电催化剂 PtCo合金 高温热处理 氧还原反应 电化学活性面积 electrocatalyst platinum-cobalt alloy heat-treatment oxygen reduction reaction active specific surface area
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.上海科技大学 物理科学与技术学院, 上海 200031
3 3.北京大学 化学与分子工程学院, 稀土材料化学及应用国家重点实验室, 北京 100871
活性炭因具有高比表面积和丰富的孔结构而被广泛应用于吸附水处理中的污染物。稻壳具有独特的组成和微观结构, 是制备活性炭的优质碳源。以稻壳为原料, 利用过饱和KOH溶液的预活化和活化双重作用, 在不同温度下制备出超高比表面积活性炭。随着活化温度的升高, 活性炭的比表面积和总孔容逐渐增大。900 ℃下制得的活性炭具有超高比表面积, 达到3600 m2/g, 总孔容为3.164 cm3/g, 明显优于商用活性炭(YP-80, 比表面积为1310 m2/g, 总孔容为0.816 cm3/g)。具有最高比表面积的稻壳活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量达到983 mg/g, 几乎是YP-80 (525 mg/g)的两倍。通过吸附动力学拟合, 吸附亚甲基蓝的过程与拟二级动力学模型一致, 表明该过程为化学吸附。
稻壳 超高比表面积 活性炭 吸附 亚甲基蓝 rice husk ultra-large specific surface area activated carbon adsorption methylene blue
1 广西师范学院 化学与材料科学学院, 广西 南宁 530001
2 广东怀集中学, 广东 怀集 526400
3 西安鸿宇光电技术有限公司, 陕西 西安 710100
4 北京中村宇极科技有限公司, 北京 100081
H-PAF(Micro-porous aluminum fluoride)是一种比表面积为20～200 m2/g 的多孔性氟化物, 具有熔点低、活性高等特性。在Eu2+∶(Sr, Ca)AlSiN3烧成工艺中作为助熔剂使用, 与传统的氟化物、硼酸等助熔剂相比, 可以有效增加Eu2+∶(Sr, Ca)AlSiN3荧光粉在合成过程中总的反应活性, 降低反应温度50 ℃以上, 并改善荧光粉的发光性能。本文以H-PAF多孔性氟化物为助熔剂, 合成了Eu2+∶(Sr,Ca)AlSiN3荧光粉, 合成温度从1 800 ℃降低到1 750 ℃, 而且XRD衍射峰更尖锐, 说明H-PAF的添加使晶体结晶性更好。测试了Eu2+∶(Sr,Ca)AlSiN3荧光粉搭配Ga-YAG绿色荧光粉制成器件后的光效。发现添加PAF后, Eu2+∶(Sr,Ca)AlSiN3荧光粉用粉量降低约5%, 器件光通量提高2%以上。
多孔性 比表面积 氟化物 助熔剂 反应活性 porous fluoride flux specific surface area high activity characteristic
昆明理工大学环境科学与工程学院, 云南 昆明 650500
核磁共振(nuclear magnetic resonance)技术具有快速、精确、分辨率高等优点, 并已不断成熟成为土壤分析、物质结构鉴定、食品分析和医学成像等领域重要的研究分析手段。本文通过介绍利用NMR技术研究液相环境中高分子聚合物在颗粒表面(主要为SiO2颗粒)的吸附、解吸及扩散等行为和利用NMR技术研究受污染土壤中水的摄取过程及土壤润湿性两大方面, 综述了NMR技术在物质表面性质表征领域的重要应用, 展现了NMR技术在高分子材料和环境领域中独特的重要作用。重点介绍基于NMR技术的Acorn比表面分析仪能够直接测定液相环境中物质的弛豫时间, 反映物质的表面性质和结构特征, 为解释污染物环境行为提供数据支持从而在环境领域发挥重要作用, 展现出Acorn比表面分析仪相比于传统BET法在测量环境和测量时间等方面的优越性, 尤其是Acorn比表面分析仪可以反映液相环境中物质的表面性质和结构特征的重要特性, 解决了传统BET法无法直接获得液相环境中物质的比表面积信息的难题, 是液相环境中NMR技术在物质表面性质表征领域的新突破。对Acorn比表面分析仪在制药、化妆品材料和电子产品等方面的应用进行了分析, 并在土壤有机质、药物和天然产物检测等方面对NMR技术的应用进行了展望。
核磁共振 表面性质 弛豫时间 液相比表面积 Nuclear magnetic resonance Surface properties Relaxation time Specific surface area in the liquid
1 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室， 四川 绵阳 621900
以间苯二酚和甲醛为反应前驱体, 三聚氰胺为氮源, 通过溶胶-凝胶法制备出氮掺杂碳气凝胶(N-CA), 并对其进行CO2活化后得到活化氮掺杂碳气凝胶(N-ACA), 分别通过扫描电子显微镜、氮吸附、X-光电子能谱和元素分析研究样品的表面形态、孔结构以及含氮官能团的存在形态, 并利用恒流充放电(GV)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱等检测技术评价了其在6 mol·L-1 KOH电解液中的电化学性能。 实验结果表明: 丰富的孔隙结构和含氮官能团的存在形态是影响碳基电容器性能的决定性因素。 经CO2活化后的N-CA富含较多的的微孔和介孔, 比表面积高达4082 m2·g-1, 供电子能力较强的吡咯氮含量有所增加, 在1 mA电流密度下测试的比电容值高达211.9 F·g-1, 经1200次充放电后比电容值保持在98%以上。
CO2活化 比表面积 含氮官能团 比电容 循环稳定性 CO2 activation specific surface area nitrogen functionalities specific capacitance cycle stability 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2621
