轻质碳材料的应用

第1章轻质碳材料的基本性质 1

1.1活性炭 1

1.1.1物理结构与分类 1

1.1.2化学性质与功能 5

1.1.3活性炭性能主要检测指标 7

1.1.4活性炭用途 8

1.2膨胀石墨 11

1.2.1石墨简介 11

1.2.2石墨层间化合物(GIC) 11

1.2.3膨胀石墨概述 12

1.2.4膨胀石墨及其复合材料的应用 13

1.3活性炭纤维 15

1.3.1活性炭纤维的结构 15

1.3.2活性炭纤维的性能 16

1.3.3活性炭纤维的应用 17

1.4碳纳米管 19

1.4.1碳纳米管的结构和形态 19

1.4.2碳纳米管的制备 20

1.4.3碳纳米管的改性 21

1.4.4碳纳米管的应用 21

1.5石墨烯 24

1.5.1石墨烯结构 24

1.5.2石墨烯的制备 25

1.5.3石墨烯的性质与应用 27

1.6吸附理论 30

1.6.1吸附的传质过程 30

1.6.2物理吸附与化学吸附 31

1.6.3吸附等温线 32

1.6.4影响吸附的因素 33

1.6.5吸附平衡和动力学理论 34

参考文献 38

第2章轻质碳基复合材料的制备及性能测试分析 40

2.1轻质碳基复合材料的制备方法 40

2.1.1直接填充法 40

2.1.2溶胶-凝胶法 41

2.1.3化学镀 44

2.1.4沉淀法 50

2.1.5微乳液法 51

2.1.6化学气相沉积法 51

2.2复合材料的表征技术 51

2.2.1电子显微技术 52

2.2.2热分析技术 53

2.2.3光谱与波谱技术 54

参考文献 56

第3章轻质碳材料及其复合材料在环境保护中的应用 57

3.1TiO2/多孔碳材料复合材料处理偏二甲肼废水 57

3.1.1TiO2/多孔碳材料复合材料的制备 59

3.1.2复合光催化剂的制备 60

3.1.3复合光催化剂的表征 60

3.1.4偏二甲肼废水处理效果 64

3.1.5影响复合光催化剂处理效果因素分析 67

3.1.6偏二甲肼降解动力学研究 76

3.2TiO2/ACF复合光催化剂降解TNT研究 77

3.2.1负载型二氧化钛的制备与表征 79

3.2.2复合光催化剂降解TNT废水的影响因素 80

3.2.3Fenton试剂对TiO2/ACF光催化降解TNT的作用 84

3.2.4改性TiO2/ACF光催化降解TNT废水 86

3.3膨胀石墨对印染废水吸附脱色的研究 90

3.3.1染料标准储备液的配制及膨胀石墨的制备 91

3.3.2膨胀石墨的脱色效果 92

3.3.3膨胀石墨的脱色机理探讨 99

3.3.4膨胀石墨吸附染料的分形分析 101

3.4多壁碳纳米管对偏二甲肼的吸附性能研究 105

3.4.1碳纳米管对偏二甲肼溶液的吸附性能 105

3.4.2碳纳米管对偏二甲肼吸附的影响因素 108

3.4.3改性碳纳米管对偏二甲肼的吸附性能 109

3.4.4改性多壁碳纳米管对偏二甲肼的动态吸附及解吸性能 117

3.5活性炭及改性活性炭对偏二甲肼的吸附性能研究 120

3.5.1不同类型活性炭的脱色效率 120

3.5.2活性炭的表面改性 121

3.5.3改性活性炭吸附性能 124

3.6活性炭纤维对偏二甲肼溶液的吸附研究 129

3.6.1吸附等温线的测定 129

3.6.2吸附热力学函数的计算 131

3.6.3活性炭纤维对偏二甲肼溶液的吸附规律 132

参考文献 133

第4章轻质碳材料及复合材料在电磁吸波材料中的应用 135

4.1膨胀石墨/Fe/Co/Ni复合材料及其吸波性能 137

4.1.1膨胀石墨/Fe/Co/Ni复合材料的制备 137

4.1.2复合材料的性能表征 140

4.1.3磁性金属-膨胀石墨复合材料的电磁频谱分析 146

4.2膨胀石墨/碳纤维/导电导磁金属复合材料及其吸波性能 156

4.2.1膨胀石墨/碳纤维/导电导磁金属复合材料的制备 156

4.2.2膨胀石墨/碳纤维/导电导磁金属复合材料的结构表征 157

4.2.3Ag/磁性金属/EG复合材料的磁性能表征 163

4.2.4Ag/磁性金属/EG复合材料的电磁频谱 164

4.3聚苯胺/膨胀石墨化学镀金属复合材料及其吸波性能 168

4.3.1聚苯胺的制备 169

4.3.2聚苯胺/膨胀石墨复合材料的制备 170

4.3.3聚苯胺及聚苯胺/膨胀石墨复合材料的结构与性能表征 170

4.3.4影响聚苯胺导电率的因素 172

4.3.5影响聚苯胺/膨胀石墨复合材料导电性的因素 174

4.3.6系列金属/聚苯胺/膨胀石墨复合材料的电磁频谱 174

4.4吸波涂层的制备及其微波吸波性能 179

4.4.1吸波涂层材料的制备 180

4.4.2涂料的涂覆 181

4.4.3复合吸波涂层微波吸收性能 182

4.5基于碳基复合材料的超薄电磁带隙吸波结构 183

4.5.1电磁带隙结构简介及其在隐身技术中的应用 183

4.5.2电磁带隙结构吸波理论 186

4.5.3碳基复合材料制备 189

4.5.4碳基复合材料电磁带隙吸波结构仿真 198

4.6碳纳米管/过渡金属及氧化物复合材料制备 207

4.6.1碳纳米管/ZnO复合材料制备 207

4.6.2 碳纳米管镀Cu复合材料制备 209

4.6.3碳纳米管/TiO2复合材料制备和表征 210

4.7碳纳米管/磁性金属复合材料 211

4.7.1实验试样的制备 211

4.7.2结果表征 212

4.7.3吸波性能的优化设计 213

参考文献 215

第5章轻质碳材料及其复合材料在防护材料中的应用 220

5.1电磁污染及碳质电磁屏蔽织物 220

5.1.1电磁污染的产生及危害 220

5.1.2轻质碳质电磁屏蔽材料 221

5.1.3防电磁辐射材料的电磁屏蔽机理 222

5.1.4电磁屏蔽材料的种类 225

5.2碳纤维基磁性复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究 225

5.2.1化学镀Ni-Co-Fe-P工艺流程 227

5.2.2化学镀Ni-Co-Fe-P镀液 229

5.2.3碳纤维化学镀Ni-Co-Fe-P合金镀层表征及性能测试 230

5.2.4稀土元素Ce、La对碳纤维化学镀镀层表面改性的研究 236

5.2.5BP神经网络法优化化学镀Ni-Fe-Co-P工艺 245

5.3轻质碳材料在液体推进剂防护服面料中的应用 250

5.3.1化学毒剂防护技术 250

5.3.2活性炭纤维对偏二甲肼蒸气透过性能研究 251

5.3.3基于人工神经网络理论预测防毒时间 256

5.3.4活性炭纤维活性再生 258

5.3.5新型液体推进剂防护服面料 259

参考文献 261

第6章研究展望 264

参考文献 270

《轻质碳材料的应用》为作者贾瑛、许国根、王煊军多年研究成果的总结。在参阅了国内外轻质碳材料在污染物处理、电磁吸波隐身及电磁屏蔽与毒物防护等研究方面的文献资料，结合我们在这些领域中的一些成果，从轻质碳材料的基本性能、修饰改性以及复合工艺技术等方面，比较系统地介绍了与国防军事应用密切相关的特种污染物光催化剂或吸附剂、电磁吸波材料、液体推进剂防护服面料、电磁屏蔽防护织物等材料的制备、性能与修饰改性以及在电磁隐身材料、国防环境保护、电磁防护及液体推进剂防护等方面的应用等研究成果，内容丰富、实用。希望《轻质碳材料的应用》能为广大从事轻质碳材料及其复合材料研究与应用及国防相关领域研究的科技工作者、院校师生提供实用性强的参考与借鉴，以进一步提高轻质碳材料的基础研究和应用。