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公开(公告)号：CN119898763A
公开(公告)日：2025-04-29
申请号：CN202510082247.0
申请日：2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种微米级超大碳洋葱及其制备方法，属于碳洋葱制备技术领域。本发明通过以水溶性糖类、凝胶单体和定形助剂为主要原料，通过凝固浴定型和烘干工艺形成凝胶结构，随后经过高温石墨化处理，实现了大尺寸碳洋葱的高效合成。与传统方法相比，本发明不仅在环保性和合成效率方面具有显著优势，还突破了尺寸限制，成功合成的最大碳洋葱为椭球形，长轴达21.94μm，短轴为17.63μm，分别是已知最大天然碳洋葱尺寸的399倍和321倍，远超人工合成碳洋葱的最大直径(200nm)，为碳洋葱在超级电容器、锂电池、催化剂载体和气体吸附储存等领域的广泛应用提供了更为广阔的前景。
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公开(公告)号：CN115849362A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211477635.1
申请日：2022-11-23
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/205 , C01B32/05
Abstract: 基于糖类小分子的块体炭/石墨材料的制备方法，涉及石墨材料制备技术领域。本发明的目的是为了降低碳材料制备领域对石油煤矿等不可再生资源的依赖的问题。本发明首先通过反应釜以溶剂热的方式提升了粉体原料的塑变性能，促进了成型阶段颗粒的挤压与变形，使原料本身在保持稳定的情况下，保留有相当程度的烧结性；其次，在成型过程中引入了温度场，促进原料分子的热运动，有利于塑性变形的发生，实现预烧结的同时缓解内部应力，避免了后续炭化过程的开裂，解决了所得自烧结性碳源粉体烧结过程中的开裂问题，成品率高，且具备大尺寸制品的生产潜力。本发明可获得基于糖类小分子的块体炭/石墨材料的制备方法。
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公开(公告)号：CN119797922A
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202510014977.7
申请日：2025-01-06
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C04B35/524 , C04B35/622 , C04B35/626 , C04B35/64 , C04B35/645
Abstract: 本发明公开了一种基于绿色低成本生物质水溶性糖类小分子物质的致密块体碳材料的制备方法，属于碳材料技术领域，该方法包括以下步骤：(1)将水溶性糖类小分子、凝胶单体、交联剂和引发剂混合，得到水凝胶，然后依次进行干燥、阶梯升温碳化、粉碎和球磨，得到碳化粉末；(2)将所述碳化粉末和烧结助剂进行球磨，然后采用热压烧结、放电等离子体烧结或热等静压进行烧结处理，得到所述致密块体碳材料。本发明通过热压烧结、放电等离子体烧结或热等静压等工艺，成功制备出高密度、高强度的致密碳材料。与传统方法相比，该方法显著降低了对石油基原料的依赖，实现了绿色环保的生产过程，并提高了碳收率和力学性能，具有广泛的工业应用前景。
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公开(公告)号：CN115849362B
公开(公告)日：2024-09-27
申请号：CN202211477635.1
申请日：2022-11-23
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/205 , C01B32/05
Abstract: 基于糖类小分子的块体炭/石墨材料的制备方法，涉及石墨材料制备技术领域。本发明的目的是为了降低碳材料制备领域对石油煤矿等不可再生资源的依赖的问题。本发明首先通过反应釜以溶剂热的方式提升了粉体原料的塑变性能，促进了成型阶段颗粒的挤压与变形，使原料本身在保持稳定的情况下，保留有相当程度的烧结性；其次，在成型过程中引入了温度场，促进原料分子的热运动，有利于塑性变形的发生，实现预烧结的同时缓解内部应力，避免了后续炭化过程的开裂，解决了所得自烧结性碳源粉体烧结过程中的开裂问题，成品率高，且具备大尺寸制品的生产潜力。本发明可获得基于糖类小分子的块体炭/石墨材料的制备方法。
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公开(公告)号：CN116815342B
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202311049253.3
申请日：2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , D01D5/06 , D01D5/12 , D01F9/21 , C08F220/56 , C08F222/38
Abstract: 本发明公开了一种基于丙烯酰胺单体聚合的碳纤维原丝及其制备方法，属于碳纤维原丝技术领域。所述制备方法的步骤包括：(1)以小分子生物质素、丙烯酰胺和海藻酸钠为溶质配制纺丝前驱体溶液；(2)以小分子生物质素、丙烯酰胺和氯化钙为溶质配制纺丝凝固浴；(3)利用湿法纺丝制备凝胶纤维；(4)通过水浴牵伸将所述凝胶纤维定型、烘干制得碳纤维原丝。本发明通过成分设计和设备设计实现碳纤维原丝的高效牵伸，创新性地引入化学牵伸方法，将通常数小时甚至十数小时的加热牵伸过程，缩短至数十分钟乃至数分钟，减少了牵伸装置的数量和长度，大幅提升了纤维原丝成型效率，缩短原丝牵伸定型周期，提高原丝制备容错率，降低原丝制备成本。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116873908A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202311004561.4
申请日：2023-08-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/184
Abstract: 一种利用糖类物质中的碳宏量获取高质量石墨烯的方法，它涉及一种制备高质量石墨烯的方法。本发明的目的是为解决以往用天然石墨作为原料采用自上而下的方法和以小分子碳源作为原料采用自下而上的方法制备石墨烯存在的制备工艺复杂，制备成本高昂，难以制备高质量的石墨烯的问题。方法：一、配制水溶性糖类镍粉悬浮液和不溶性糖类镍粉悬浮液；二、制备糖/镍复合粉体；三、放电等离子烧结处理；四、刻蚀金属镍，得到高质量石墨烯。本发明通过放电等离子烧结系统制备的石墨烯，在800℃时即可得到晶型完美、缺陷较少，石墨化度极高的石墨烯材料，低温短时制备节约了能源，符合绿色化学的要求。本发明可获得高质量石墨烯。
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公开(公告)号：CN116815342A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202311049253.3
申请日：2023-08-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: D01F6/44 , D01F1/10 , D01D5/06 , D01D5/12 , D01F9/21 , C08F220/56 , C08F222/38
Abstract: 本发明公开了一种基于丙烯酰胺单体聚合的碳纤维原丝及其制备方法，属于碳纤维原丝技术领域。所述制备方法的步骤包括：(1)以小分子生物质素、丙烯酰胺和海藻酸钠为溶质配制纺丝前驱体溶液；(2)以小分子生物质素、丙烯酰胺和氯化钙为溶质配制纺丝凝固浴；(3)利用湿法纺丝制备凝胶纤维；(4)通过水浴牵伸将所述凝胶纤维定型、烘干制得碳纤维原丝。本发明通过成分设计和设备设计实现碳纤维原丝的高效牵伸，创新性地引入化学牵伸方法，将通常数小时甚至十数小时的加热牵伸过程，缩短至数十分钟乃至数分钟，减少了牵伸装置的数量和长度，大幅提升了纤维原丝成型效率，缩短原丝牵伸定型周期，提高原丝制备容错率，降低原丝制备成本。
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公开(公告)号：CN119843392A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202510082262.5
申请日：2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绿色低成本糖基多功能碳纤维及其制备方法，属于碳纤维制备技术领域。本发明以水溶性糖类、凝胶单体、增强相及纺丝助剂为主要原料，经湿法纺丝和烘干原位制备包含多功能相的碳纤维原丝，再经过预碳化和碳化处理实现多功能碳纤维的高效合成。本发明制备的碳纤维中引入的多功能相赋予碳纤维耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度、高电导、高热导和高比表面积等优异性能，使其在有望应用于航空航天、汽车工业、电子设备、能源领域、建筑工程、医疗器械和环境保护等多个领域。
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公开(公告)号：CN119843391A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202510082229.2
申请日：2025-01-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绿色环保低成本糖基高强度碳纤维及其制备方法，属于碳纤维制备技术领域。本发明以可再生的水溶性糖类为碳源，利用水作为溶剂，通过湿法纺丝制备碳纤维原丝，并经过预碳化和碳化处理，实现碳纤维的高效合成。本发明提供的制备方法工艺简单，周期短，所用原料绿色、廉价，生产成本低，且不排放有毒有害物质。得到的碳纤维结构均匀致密，具备优异的力学性能，且表面具有沟槽，与其他材料复合时结合良好。
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公开(公告)号：CN119797920A
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202510014947.6
申请日：2025-01-06
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C04B35/524 , C04B35/622 , C04B35/64 , C04B35/645 , C04B35/626
Abstract: 本发明提出了一种超高强三维网状石墨烯/非晶碳复合材料及其制备方法，属于碳材料技术领域，该制备方法包括以下步骤：采用两步法，将由丙烯酰胺、水溶性糖类、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺制得的水凝胶依次进行预处理和烧结处理，最后制备得到所述超高强度新型碳材料；其中，所述烧结处理采用放电等离子体烧结或热压烧结。通过本发明的两步法策略，不仅解决了传统方法在微观结构设计上的瓶颈，还显著缩短了制备周期、降低了生产成本，成功制备出具有高强度和优良力学性能的石墨基碳材料，为石墨材料在工业应用中的进一步发展奠定了基础。
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