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清华大学魏飞教授作客第541期化苑讲坛

作者:  发布:2021-12-20 06:50:42  点击量:

报告题目:碳纳米管进化生长机制、结构控制与储能应用

报 告 人:魏飞教授

报告时间:2021年12月16日(周四)下午3:15-4:30

报告地点:化学楼2楼1号会议室


报告摘要:

碳纳米管(CNT)和石墨烯的独特性能和巨大的应用潜力是由于它们的完美sp2结构所带来。特别是对于高端应用,超低缺陷密度和超高选择性是先决条件,低活化能的金属催化化学气相沉积(CVD)过程是合成该类材料最有前途的方法之一。由于其结构和特性,CNT和石墨烯本身可以提供生长模板和非局部电子、空穴输运,与CVD生长过程协同作用,使具有可调带隙的碳模板发生模板自催化作用,从而使材料准确可控。但是,目前的生长动力学研究模型都集中在外部因素和材料边缘上。碳纳米管的原子组装速率和带隙之间的相互作用,发现生长过程与带隙之间具有明显的火山型关系,其峰值与生长环境相关。完善的sp2结构的拓扑保护以及互锁的动力学生长机制是动力学选择性生长完美纳米碳的核心。这样碳纳米管可在TOF106 1/s条件下实现半米长碳纳米管的无缺陷生长。并可得到强度、韧性、耐疲劳性均高于目前已知最好碳纤维材料数量级以上性能的碳纳米管高强材料。利用流化床方法可以对阵列碳纳米管进行千吨级批量制备,并将其规模应用于锂离子电池导电剂等动力电池中。


报告人简介:

魏飞,清华大学化学工程系教授,系学术委员会主任,绿色反应工程与工艺北京市重点实验室主任。中国颗粒学会常务理事,能源颗粒专业委员会主任。1984毕业于石油大学炼制系有机化工专业,1990年获石油大学有机化工博士学位。中国颗粒学会能源颗粒材料专业委员会主任,在ScienceNature等杂志发表论文600余篇,SCI他引5万余次,是克莱恩近七年材料领域高被引科学家之一。获教育部“长江学者”特聘教授、国家杰出青年基金等。

成功实现了千吨级碳纳米管在锂离子电池中的规模应用,实现了气固下行床催化裂化、高速湍动床甲醇制丙烯、芳烃、苯胺、氯乙烯、丙烯腈、间苯二腈等30台新概念反应器产业化,研究成果获国家科技进步二等奖、教育部自然科学、技术发明一等奖。


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