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JACS:聚丙烯腈热解成碳纤维的过程可形成波状类石墨烯网络

   日期:2023-06-03     来源:奇物论    浏览:731    评论:0    
核心提示:通过聚丙烯腈(PAN-CF)热解获得的碳纤维(CF)在各种应用中(如飞机制造和动力涡轮机叶片)的性能方面超过了金属。然而,关于PAN-CF的原子结构及其在热解过程中的形成机制研究却鲜有报道。
 通过聚丙烯腈(PAN-CF)热解获得的碳纤维(CF)在各种应用中(如飞机制造和动力涡轮机叶片)的性能方面超过了金属。然而,关于PAN-CF的原子结构及其在热解过程中的形成机制研究却鲜有报道。东京大学Eiichi Nakamura 、Koji Harano和东丽工业公司Fumihiko Tanaka在碳纳米管中热解了丙烯腈9-聚体,并使用原子分辨率电子显微镜和拉曼光谱监测了反应过程,发现在900至1800°C的缓慢石墨化过程中,这种低聚物在1200–1400°C下形成了热反应性波状类石墨烯网络(WGN)。
 
本文要点
(1)Ptychography显微镜分析表明,这种材料由5-、6-和更大的元环组成;因此,它不是平的而是波浪形的。
(2)实验数据表明,在PAN-CF制造过程中,许多WGN层分层堆积,形成化学和物理交叉的非晶相,可抵抗断裂并提高拉伸强度─高熵材料的预期特性。
 
 
参考文献:
Toru Ishikawa, et al. Wavy Graphene-Like Network Forming during Pyrolysis of Polyacrylonitrile into Carbon Fiber. JACS. 2023
DOI:10.1021/jacs.3c02504
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c02504
 
 
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