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硕士研究生学位课程硕士研究生学位课程炭材料科学炭材料科学 Science of Carbon Materials Science of Carbon Materials 北京化工大学先进炭材料研究室北京化工大学先进炭材料研究室宋宋怀怀河河教授教授 ******@. ******@. 研究室组建于 1999 年?科研人员 5名( 4名博士,一名工程师) ?博士生 7人,硕士生 30余人?学校“211 工程”重点学科建设实验室?“化工资源有效利用”国家重点实验室的一部分?研究方向沥青基炭材料、碳纳米材料、新能源材料和介孔炭材料?研究目标—主要定位于前沿性先进炭材料的研究合成、形成机理、结构设计、性能及应用?形成国内研究优势和特色,部分研究内容达到国际领先水平先进炭材料研究室以石油重油、煤焦油重质芳烃、聚合物等为原料?碳纳米材料及纳米复合材料 1、碳包覆纳米金属晶的形成及转化—金属颗粒和金属线 2、碳纳米洋葱(实心和空心) 3、纳米碳管、石墨烯及其树脂基复合材料 4、介孔碳材料(有序,气凝胶) 主要研究方向?新型能源炭材料 1、Li+ 电池负极材料炭材料的设计—炭基材料(天然石墨、树脂炭、碳管、石墨烯等) 2、大功率充放动力型锂电池电极材料—纳米碳/金属复合材料?沥青基炭材料 1、中间相形成及转化的基础研究 2、中间相沥青炭微球( MCMB ) —锂离子二次电池电极材料—高密度炭和 C/C 复合材料 3、炭纤维 3、超级电容器电极材料炭纤维针状焦炭微球高导热材料,发泡炭、高级粘结剂、浸渍剂、炭纳米材料 HREM images of carbon encapsulated iron nanomaterials from YD heated at 480 ℃ in the presence of ferrocene content of wt. % HREM images of carbon encapsulated iron nanorods from YD heated at 480 ℃ in the presence of ferrocene content of wt. % 20nm The iron full-filled carbon nanorubes ? Length: 150-250 nm Diameter: 30-40 nm ? Carbon shell: 5-8 nm ? Highly dispersed ? Straightly No work ? Metal species were continuously filled in carbon shells. Ordered Mesoporous Carbons from the Carbonization of as-synthesized Silica/Sucrose/Triblock copolymer posites 碳的六方有序孔道锂离子二次电池电极材料锂离子电池现已广泛用作诸如移动电话、便携式电脑、摄像机、照相机等袖珍贵重家用电器的电源,并已在航空、航天、航海、人造卫星及军用通讯设备领域中逐渐替代传统的电池。 1、发展电动汽车用大容量锂离子电池; 2、开发及使用新的高性能电极材料; 3、加速聚合物锂离子电池的实用化进程通过对炭科学基础理论和多样炭结构、性能和形成机理的介绍,使学生掌握炭材料的基本结构、性能、成炭原理和应用领域,并对炭科学的发展趋势和新型炭材料的开发有一初步了解。课程编号:MSE515 学时: 40 学分: 课程简介第一部分碳的多样性, 碳科学的形成、发展与核心问题( 4学时) 第二部分碳的结构与性质( 8学时) ★基本结晶形式-金刚石、石墨、富勒烯、咔宾★碳的结构★碳的特性课程内容-1 第三部分有机化合物的炭化途径( 16-18 学时) 一、气相炭化( 4学时) 二、液相炭化—中间相理论与应用( 8学时) 三、固相炭化与多相炭化( 4学时) 第四部分炭的表面化学( 4学时) 第五部分石墨层间化合物( 2学时) 第六部分炭科学研究的新进展( 4-6 学时) 一、金刚石薄膜二、富勒烯与纳米洋葱三、纳米碳管四、碳包覆纳米金属晶课程内容-2 考试: 2学时