碳素材料

石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，由于其具有优异的导电、导热、硬度等性能，成为现代的热门功能材料。碳纳米管（CNT）是一种新型的碳素材料，由呈六边形排列的碳原子构成数层至数十层的同轴圆管，层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm。石墨烯和碳纳米管具有非常优良的物理化学性质，由于石墨烯和CNT间的协同效应，使得CNT/石墨烯复合材料的导电性，机械性等性能得到增强。近年来随着其制备方法日趋成熟，在制备光电器件，储能电池，电化学传感器等领域的应用也逐渐成熟和广泛。

石墨材料及其原料中的杂质元素分析，也越来越受到很多行业的关注。例如在电解铝行业中，石墨材料作为预焙阳极参与电化学反应而被大量消耗。通常制作预焙阳极的材料来源于石油焦、沥青以及残余的阳极，这些原料中的杂质元素不仅影响了阳极的质量还影响了电解槽中的阳极行为和铝锭的质量。随着电解铝行业大力倡导节能降耗以及碳素材料出口的增加，行业迫切需要一种快速方法来测定预焙阳极及其原料中的杂质元素。 石墨材料的石墨化度、产品和原料的杂质浓度都是材料性能指标和质量控制/工艺调整的依据，是生产及研发过程中必不可少的检测项目。而XRD和XRF作为成熟的现代分析仪器，是解决这些需求的金标准。

针状焦是炭素材料中大力发展的一个优质品种，其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料。针状焦分为熟焦和生焦。熟焦是生焦经高温煅烧后的产物，生焦易于消解，参照《GB/T 19227-2008 煤中氮的测定方法》测定就能完全消解，而熟焦参照该标准并且延长消解时间，也不能完全消解，为此本文寻找新的消解方法，能很好的将熟焦消解完全，满足客户需求。

随着信息技术、手持式机械和电动汽车的迅猛发展,对高效能电源的需求急剧增长,锂离子电池已成为目前发展最为迅速的领域之一。其核心技术是以锂的嵌入化合物代替了金属锂,用适当降低容量的代价解决了安全性和循环寿命方面的问题,储锂材料的实用化是锂离子电池得以产业化的前提。锂离子电池负极是可大量储锂的碳素材料,正极是含锂的过渡金属氧化物、磷酸盐,电解质是锂盐的有机溶液。由于锂离子电池具有比能量密度和比功率密度高,体积小、无记忆效应、循环寿命长、可充且无污染等优势而得到了广泛应用。

碳钢也叫碳素钢，主要指碳元素的含量小于2.11%的铁碳合金。碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等，对碳素钢的性能有影响。电感耦合等离子体发射光谱法可实现多元素的分析检测，具有分析速度快，动态范围大、精密度及抗干扰能力好等特点。本文采用ICP-5000 基体匹配法同时测定碳钢样品中微量的铬、锰、镍、磷和硅。结果令人满意，表明该法可用于实际碳钢样品分析检测。

待测样品在多元素分析仪 multi EA 5000 水平炉模式下进行分析测定。在二次燃烧程序中，样品在1050℃的温度下被分解，这一程序确保了样品的充分燃烧和降解。样品通过多功能自动进样器MMS5000 放入，自动进样舟（ABD）驱动推入到燃烧炉中，耶拿独一无二的火焰传感技术，无论针对任何类型的样品，均可以实现整个燃烧过程的实时监控和优化，保证整个反应过程不会受到燃烧过快发生爆燃或燃烧不完全产生积碳的干扰。样品中总氮的含量通过化学发光法，总硫是通过紫外荧光法进行测定。

依据《SH/T 0934-2016 石油焦中痕量金属元素的测定波长色散X射线荧光光谱法》规定的对生石油焦、煅烧石油焦中元素的分析要求；以及《YS/T 63.16-2019 铝用炭素材料检测方法第16部分 微量元素的测定X射线荧光光谱分析方法》规定的石油焦、煅后石油焦、预焙烧阳极中相关元素的分析要求，使用岛津多道同时型X射线荧光光谱仪MXF-N3 Plus建立工作条件，分析石油焦中Fe、Ca、Si、Na、Ni、V、S元素含量。实验结果表明，分析结果完全优于标准要求。该方法操作简单，分析速度快，无需化学前处理，对环境友好。

在众多类型的膜材料中，醋酸纤维素（Cellulose Acetate-CA）是最古老的材料之一，改性后的CA具有生物相容性好、脱盐性好、电位通量高、韧性好、成本相对较低等特点，使其仍然是一种非常有前景的材料。最近，混合基质膜材料（Mixed Matrix Membrane Materials-MMMS）受到高度重视，这主要归功于它们在增加机械稳定性、较低的塑化和抑制降解等方面的性能改进。纳米碳材料作为合适的填料在最终混合基质制备的膜上产生了新的先进性能。碳纳米管（CNTs），包括单壁和多壁SWCNTs和MWCNT碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯纳米板结构（GO，GNPS）目前处于膜技术用填料的第一线，可提高最终膜材料的各项物理化学性能。本论文使用高纯度碳纳米管、醋酸纤维素和二丙酮醇制备了混合基质膜，并研究了分散方法（主要是超声和转子-定子系统）对混合基质稳定性的影响，以及最终膜结构特性的影响。

石墨类负极作为主要的负极材料，应用已经非常广泛，但是石墨类负极材料容量已做到360mAh/g，已经接近372mAh/g的理论克容量，再想提升其空间已很难实现。而硅与碳化学性质相近，理论比容量高达3572 mA· h/g，远高于商业化石墨理论比容量。但是硅负极材料存在的问题有循环寿命低、体积变化大、持续产生SEI膜，而硅碳负极材料可以有效改善这些问题，所以硅碳负极材料是未来负极材料的发展重点。《GBT24533-2009锂离子电池石墨类负极材料标准》规定了石墨类负极材料中多种重金属的含量要求，采用微波消解的方法对其进行前处理，本方法消解迅速，酸用量少，酸雾污染小，有利于后续AAS、ICP等对样品中重金属元素的准确快速测定。

石墨类负极作为主要的负极材料，应用已经非常广泛，但是石墨类负极材料容量已做到360mAh/g，已经接近372mAh/g的理论克容量，再想提升其空间已很难实现。而硅与碳化学性质相近，理论比容量高达3572 mA· h/g，远高于商业化石墨理论比容量。但是硅负极材料存在的问题有循环寿命低、体积变化大、持续产生SEI膜，而硅碳负极材料可以有效改善这些问题，所以硅碳负极材料是未来负极材料的发展重点。《GBT24533-2009锂离子电池石墨类负极材料标准》规定了石墨类负极材料中多种重金属的含量要求，采用微波消解的方法对其进行前处理，本方法消解迅速，酸用量少，酸雾污染小，有利于后续AAS、ICP等对样品中重金属元素的准确快速测定。

石墨类负极作为主要的负极材料，应用已经非常广泛，而硅与碳化学性质相近，理论比容量远高于商业化石墨理论比容量。但是硅负极材料存在的问题有循环寿命低、体积变化大、持续产生SEI膜，而硅碳负极材料可以有效改善这些问题，所以硅碳负极材料是未来负极材料的发展重点。《GBT24533-2009锂离子电池石墨类负极材料标准》规定了石墨类负极材料中多种重金属的含量要求，采用微波消解的方法对其进行前处理，本方法消解迅速，酸用量少，酸雾污染小，有利于后续AAS、ICP等对样品中重金属元素的准确快速测定。

石墨类负极作为主要的负极材料，应用已经非常广泛，但是石墨类负极材料容量已做到360mAh/g，已经接近372mAh/g的理论克容量，再想提升其空间已很难实现。而硅与碳化学性质相近，理论比容量高达3572 mA· h/g，远高于商业化石墨理论比容量。但是硅负极材料存在的问题有循环寿命低、体积变化大、持续产生SEI膜，而硅碳负极材料可以有效改善这些问题，所以硅碳负极材料是未来负极材料的发展重点。《GBT24533-2009锂离子电池石墨类负极材料标准》规定了石墨类负极材料中多种重金属的含量要求，采用微波消解的方法对其进行前处理，本方法消解迅速，酸用量少，酸雾污染小，有利于后续AAS、ICP等对样品中重金属元素的准确快速测定。

包装材料对二氧化碳阻隔性能的高低是影响充填二氧化碳气调包装保质效果的重要因素，本文采用压差法设备—VAC-V2压差法气体渗透仪对样品的二氧化碳透过率进行测试，以验证样品对包装内部二氧化碳气体的保存性。通过介绍试验原理、试验过程、设备参数及适用范围等内容，可为企业监控软塑包装对二氧化碳的阻隔性能提供参考。

粉末电阻率试验仪主要用于测量粉末材料电阻率试验的专用仪器.由于粉末材料的密实度不同,在松装和振实密度条件下,所测试得到的数据是不同的,所以测试粉末电阻,要求在规定的压力条件下进行测试.便于进行有效数据的测试及对比.仪器由主机、测试架两大部分组成。主机包括高灵敏的直流数字电压表和高稳定的直流恒流源测量试验设置通过触摸屏进行操作和设置，页面布局合理，人性化设计，可对测试结果进行打印。仪器具有测量精度高、稳定性好、结构紧凑、使用方便等特点，完全符合国际和国家标准的要求。仪器适用于导体粉末、半导体粉末、炭素材料等行业，进行检测必备测试设备。

待测样品在多元素分析仪 multi EA 5000 水平炉模式下进行分析测定。在二次燃烧程序中，样品在1050℃的温度下被分解，这一程序确保了样品的充分燃烧和降解。样品通过多功能自动进样器MMS5000 放入，自动进样舟（ABD）驱动推入到燃烧炉中，耶拿独一无二的火焰传感技术，无论针对任何类型的样品，均可以实现整个燃烧过程的实时监控和优化，保证整个反应过程不会受到燃烧过快发生爆燃或燃烧不完全产生积碳的干扰。样品中总硫是通过紫外荧光法进行测定。

待测样品在多元素分析仪 multi EA 5000 水平炉模式下进行分析测定。在二次燃烧程序中，样品在1050℃的温度下被分解，这一程序确保了样品的充分燃烧和降解。样品通过多功能自动进样器MMS5000 放入，自动进样舟（ABD）驱动推入到燃烧炉中，耶拿独一无二的火焰传感技术，无论针对任何类型的样品，均可以实现整个燃烧过程的实时监控和优化，保证整个反应过程不会受到燃烧过快发生爆燃或燃烧不完全产生积碳的干扰。样品中总氮的含量通过化学发光法测定。

生物质炭是指由富含碳的生物质在无氧或缺氧条件下经过高温裂解生成的一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质。它含有大量的碳和植物营养物质、具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团，是一种多功能材料。它不仅可以改良土壤、增加肥力，吸附土壤或污水中的重金属及有机污染物，而且对碳氮具有较好的固定作用。生物质炭中的重金属检测是非常重要的，如果超标的话，就会污染土壤。为了检测生物质炭中的重金属含量，可采用微波消解的方法对其进行前处理，本方法消解迅速，酸用量少，酸雾污染小，有利于AAS、ICP等对痕量重金属元素的准确快速测定。

生物质炭是指由富含碳的生物质在无氧或缺氧条件下经过高温裂解生成的一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质。它含有大量的碳和植物营养物质、具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团，是一种多功能材料。它不仅可以改良土壤、增加肥力，吸附土壤或污水中的重金属及有机污染物，而且对碳氮具有较好的固定作用。生物质炭中的重金属检测是非常重要的，如果超标的话，就会污染土壤。为了检测生物质炭中的重金属含量，可采用微波消解的方法对其进行前处理，本方法消解迅速，酸用量少，酸雾污染小，有利于AAS、ICP等对痕量重金属元素的准确快速测定。

碳材料结构的拉曼光谱表征——鉴知科研级拉曼光谱仪在碳材料研究中的应用

拉曼光谱是表征碳纳米材料的有效手段之一，因为它在测试时具有快速、选择性和非破坏性等特性。通常而言，碳材料的拉曼光谱相对简单，但也可以根据峰的位置、形状和相对强度揭示大量有关内部微晶结构的信息。基于石墨烯材料的拉曼光谱可以通过三个主要峰来表征：G 带、D带和 2D 带。

VELP CN 802 碳氮分析仪是测定土壤样品中碳、氮和碳氮比的理想仪器。该分析仪采用CNSoft软件自动计算，结果可靠、简便、快速。所获得的数据均为可接受的，与预期值具有可比性，说明CN 802分析仪具有良好的重复性和准确性。

对二氧化碳的透过性能是保鲜膜材料的重要性能指标之一。本文利用压差法设备VAC-VBS压差法气体渗透仪测试了纳米保鲜膜的二氧化碳透过量，并通过对试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容的介绍，为塑料薄膜材料二氧化碳透过性能的测试与研究提供参考。

超级微波消解能够将改性石墨和石墨烯类样品彻底消解，达到无色澄清透明溶液状态。本文所建立标准曲线的线性系数均大于0.999，样品测试具有较好的稳定性和准确性。超级微波消解结合电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）方法适合石墨类碳材料中元素测定。

耐火材料用作炼钢厂的炉衬、陶瓷过滤器或喂料助剂。对这类材料的碳、硫元素分析已经成为常规的分析项目，以保证钢铁的产品质量。由于这些耐火材料的耐高温性，要达到极高的温度来燃烧样品才能实现准确的元素分析。Elementar应用了先进固态感应技术的炉体，可以轻松达到超过2000° C的高温。此外，为解决这类轻质粉末极易产生灰尘和碎屑的问题，通过先进的坩埚和气路设计，可以将样品有效的捕集住，避免尘屑的产生。

Thermo Scientific 的Trace 1310 色谱仪配合Thermo Triplus RSH三合一的自动化平台，在分析轿车内饰材料的总碳时，能得到良好的线性、重现性结果。完全满足SMC 30158-2007《轿车内饰材料总碳挥发量的测定方法》的要求，结果准确，重现性好。

本文利用岛津XRF-1800波长色散X射线荧光光谱仪，采用玻璃熔片法制样，建立了测定工业硅生产用碳质材料中杂质元素的方法。碳质材料经灼烧除碳，杂质元素会富集至灰分中，称量一定量的灰分与专用熔剂按一定比例混合，高温熔融制备成玻璃片，用X荧光光谱仪进行测定。碳质材料的灰分与粘土化学成分类似，以粘土标样为基础建立工作曲线，工作曲线线性良好，相关系数r在0.9999以上，此方法可以准确测定碳质材料杂质元素化学成分，满足工业硅生产对碳质材料杂质成分的检测要求。

针对碳纤维隔热保温材料这种在高温真空和惰性气体环境下的唯一一类耐高温隔热保温材料，本文介绍了碳纤维隔热保温材料高温导热系数测试中的特点，以及国内外针对碳纤维隔热保温材料导热系数测试技术的发展现状，并详细介绍了国外碳纤维保温材料导热系数测试结果，以及上海依阳公司采用稳态热流计法对国产石墨硬毡导热系数的测试结果。

内核富镍而外层富锰的富镍梯度三元正极材料，兼具高比容量及良好的稳定性及循环性能。本文使用岛津场发射型电子探针，对Ni、Co、Mn元素在某富镍梯度三元正极材料颗粒截面上的面分布特征进行了表征，结果显示颗粒具有明显的层状结构，外层贫镍富锰层厚度约为0.5μ m，从外壳到核心，Ni含量逐渐升高，Mn、Co含量逐渐降低。相较于扫描电镜+能谱仪配置，岛津场发射型电子探针可在超大束流下仍能保持较细的束斑直径，可兼顾成像分辨率及元素分析高灵敏度，可对富镍梯度材料进行快速有效表征。

对于新能源领域的发展来说，电池是最为关键的环节，三元锂动力电池是锂电池的一种，是指采用镍钴锰酸锂做正极材料的锂电池。而对于以上的锂电池材料来说，碳硫元素含量的测量至关重要。因为这两种元素含量的范围会对锂电材料的充放电速率，电池容量以及电化学性能有很大影响。德国元素的inductar CS cube红外碳硫仪

量子点（Quantum Dot）又称为半导体纳米晶体，由数百或者数千原子组成的直径小于20nm(纳米,10-9米)的晶体颗粒。最常见的量子点由II - VII族、III - VI族或I - III - VII族元素组成。量子点具有独特的光学性能，其中之一便是不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光，其发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区，具有色纯度高、寿命长、稳定性好、可定制颜色等特点。事实上，量子点技术早已率先在显示产业应用落地。并且，显示只能算量子点技术应用的一道“开胃菜”，未来，生物成像、传感器、太阳能电池、载药等都将成为量子点技术的应用落地场景。通常，制造量子点的材料是有毒的硫化镉，而镉制造的量子点的商业应用前景不广。但是碳量子点的出现让量子点的应用场景一下子开阔了起来，而且拓宽了我们对碳这种元素的认识。碳量子点是2004年才被发现的物质，发现者是南卡罗莱纳大学的一位叫做 Xiaoyou XU 的华裔化学家。合成CQDs的方法有很多，包括常见的溶剂热合成法，微波合成法，化学氧化法，模板法等。研究人员使用溶剂热合成法合成CQDs材料，并通过LUMiSizer®分散体分析仪分析所得分散液材料的稳定性。