东华大学材料科学与工程学院吕永根老师介绍
吕永根博士,副研究员,硕士生导师。
从事碳素材料研究,包括聚丙烯腈碳纤维基础研究和工程化技术、活性碳材料的制备及其在超级电容器方面的应用,以及《高分子复合材料力学性能设计》课程的教学工作。在《carbon》、《j. mater. sci.》、《新型碳材料》、《材料研究学报》、《燃料化学学报》等国内外核心期刊上发表文章30余篇,完成发明专利3项,实用新型专利4项。主持和参加国家基金重点项目、国家“863”项目、国家基金面上项目、中国科学院方向性创新项目、山西省青年基金、太原市科技启明星项目10余项。
目前正在进行以下研究项目:
①主持国家自然科学基金重点项目“聚丙烯腈炭纤维结构形成、演变机制及其性能与原丝结构性能相关性(50333070)”。
②负责国家自然科学基金重点项目“高性能聚丙烯腈碳纤维原丝与聚合物结构形成及其可控预氧化机理探讨(50333050)”中预氧化、炭化机理的研究。
③主持完成台湾中钢“超级电容器用之沥青基碳素微球的开发”项目。
主要经历和研究成果:
1992年9月进入中国科学院山西煤碳化学研究所攻读硕士学位,开始从事碳素材料的研究。硕士论文为“大直径中间相沥青纤维的纺制和不熔化处理”。建立了用电子探针分析氧化纤维径向氧分布的方法并利用数学模型分析了中间相沥青纤维的氧化动力学和皮芯结构形成机理。
1995年硕士毕业后继续在中科院煤化所攻读博士学位,论文题目为“中间相碳微球的制备及应用”,以煤焦油为原料,经过加压聚合、热过滤等工艺制备沥青碳微球,收率可达30%。1998年9月获得博士学位留在中科院煤化所工作,开展了中间相碳微球用于锂离子二次电池负极材料的充放电性能研究。在2600℃下石墨化后,mcmb的充放电容量可达351mah/g,为石墨极限容量的95%。主持了山西省青年科学基金项目“煤焦油与石油渣油共聚制备针状焦原料沥青”,获得授权发明专利一项(一种针状焦的制备方法1304974)。
2000年3月赴韩国浦项产业科学研究院做博士后研究员,从事多孔微米球碳的制备及其在超级电容器方面的应用研究。以沥青或工业树脂为原料,制备出平均球径在3-25微米的多孔碳微球,目前正用于开发超级电容器电极材料。
2001年8月从韩国回到中科院煤化所,参加了中科院方向性创新项目“高性能聚丙烯腈基碳纤维的研制”(总经费1000万元,本人排名5/14)、国家“863”项目“cc-1(t300级)高性能聚丙烯腈碳纤维研制”(国家、地方部门和企业共同投资2780万元本人排名7/21),国家“863”项目“干喷湿纺式cc-3型碳纤维用原丝的制备及其氧化碳化行为的研究”(经费500万元,本人排名8/19)。其中ccf-1碳纤维2003年10月通过了中科院组织的鉴定,达到国内领先水平。在此项目进行过程中本人负责了聚丙烯腈碳纤维制备过程中各阶段产物结构性能相关性研究和关键技术的突破,为中科院山西煤化所碳纤维强度稳定达到4.30gpa做出了重要贡献。
在完成聚丙烯腈碳纤维重大项目的同时,还承担了煤化所创新项目“超级电容器碳负极材料的研究”(项目负责人,总经费120万元)、太原市启明星项目“微米球碳用于超级电容器电极材料的研究(项目负责人,经费6万元)等项目,其中超级活性碳的充放电容量达到361f/g,达到世界先进水平。
2003年12月调入东华大学材料学院,继续进行聚丙烯腈碳纤维的基础研究和工程化技术开发,系统研究了氧化碳化过程中温度、张力等工艺参数对碳纤维结构性能的关系以及碳纤维结构转化机理,探索了聚丙烯腈束丝均匀预氧化解决方法,考察了聚丙烯腈-dmso-水体系凝固动力学等。
发表论文:
1. preparation of mesocarbon microbeads, yonggen lu, licheng ling, lang liu and bijiang zhang. j. mater. sci.34, 1999, pp4043-4050.
2. skin-core structure in mesophase pitch based carbon fiber: causes and prevention, yonggen lu, dong wu, qingfang zha and lang liu.carbon 36, 1998, 1719-1724.
3. 纺丝温度对中间相沥青基炭纤维结构性能的影响,吕永根,吴东,查庆芳,刘朗, 炭素 1994, no.4, pp1-5.
4. 大直径中间相沥青纤维的不熔化处理,吕永根, 吴东, 查庆芳,材料研究学报,vol.9, no.5, 1995, pp385-388.
5. 低温富氧不熔化处理对中间相沥青基炭纤维结构性能的影响,吕永根,吴东, 查庆芳, 炭素技术 no.4, 1995, pp16-20.
6. 一次吡啶不溶物对由煤焦油制备中间相炭微球的影响, 吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,新型炭材料, 1998, no.1,38.
7. 热过滤对于制备中间相炭微球的影响,吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,炭素, 1997,n0.4, 14.
8. preparation of high density isotropic carbon solid from meaocarbon microbeads.吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,新型炭材料, 1998, no.3,12.
9. 煤焦油热解制备中间相炭微球, 吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,燃料化学学报,1998, no.5, 463.
10. 中间相炭微球的活化,吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,煤炭转化no.22, 1999, 66.
11.中间相炭微球用于锂离子电池阳极的充放电性能研究,李宝华,吕永根,凌立成,刘朗,吴东,新型炭材料,1999,no.4, 28。
12.热台显微镜对几种煤焦油及石油焦油中间相转化性能的研究,刘春林,吕永根,凌立成,刘朗,新型炭材料,1999,no.3, 18。
13. preparation of carbon microbeads from pitch and resin by suspension, lu yonggen and ling licheng, oh sehmin and park yangduk, new carbon material(china), 2001, vol.16, no.2, 29.
14.沥青基球状活性炭的医学性能评价,吕春祥,李开喜,吕永根,梁晓怿等,新型炭材料,2002,no.3, 11。
16. 空气湿度对聚丙烯腈纤维稳定化过程的影响,吴刚平,吕春祥,李永红,吕永根,贺福,凌立成,新型炭材料,2003,no.1, 25.
17. relationship between structure and mechanical properties of pan-based fibers, song yan lu yonggen li yonghong ling licheng, carbon’02, beijing, 2002.
18. the thermal analysis of pan fibers, yonggen lu, yonghong li, yan song, yongang yang and licheng ling, carbon’02, beijing, 2002.
19.surface modification of nature graphite by phenolic resin carbon coating for improvement cyclic performances in lithium ion battery, baohua li, kaixi li, yonggen lu, chunxiang lu, licheng ling, carbon’02, beijing, 2002.
20. effect of hydrophobic group in polymer matrix on porosity of organic and carbon aerogels from so-gel polymerization of phenolic resole and methylolated melamine, rui zhang, wen li, xiaoyi liang, gangping wu, yonggen lu,microporous and mesoporous materials, 2003,62:17–27.。
21. on porosity of carbon aerogels from sol-gel polymerization of phenolic novolak and fufural, rui zhang, yonggen lu, qinghan meng, liang zhang, gangping wu, kaixi li, journal of porous materials 2003, (10): 57–68.。
22. monolithic carbon aerogels from sol-gel polymerization of phenolic resoles and methylolated melamine, rui zhang, yonggen lu, qinghan meng, liang zhang, gangping wu, licheng ling,carbon, 2002,411 :1645– 1687.
23.microstructure evolution in the preparation of carbon aerogels by small angle x-ray scattering. zhang rui, xu yao , lu yonggen, li zhihong, mengqinghan , li kaixi., wu dong , ling licheng , wang jun , zhao hui , rong lixiang , dong baozhong. new carbon material(chinese),2002,17:31-36.
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