中空管状氮化碳载PtNPs复合材料的制备及其氧还原性能研究

针对当前能源领域氧还原反应动力学缓慢、活性金属材料制备污染严重且易于团聚等问题展开结构设计,使用γ辐照技术构建以氮化碳为载体的贵金属纳米复合材料.研究讨论γ辐照协同制备低维中空管状石墨相氮化碳载铂纳米颗粒结构演变规律及其氧还原性能,该管状结构极限电流密度可以达到6.9 mA·cm-2,远超过现有氮化碳基氧还原材料和商业铂碳材料.     

氮掺杂多孔碳混合基质超滤膜的制备及其水处理性能

膜分离技术是一种极具前景的水处理技术,然而膜分离过程选择性与渗透性的矛盾问题限制了其水处理性能.将ZIF-8碳化得到的氮掺杂多孔碳(NPC)与聚偏二氟乙烯(PVDF)混合,制备了一种具有过硫酸氢盐(PMS)催化活性的NPC-PVDF混合基质膜.采用扫描电镜、X射线衍射、能量色散谱、孔径分布测试仪等对NPC-PVDF混合...     

N、S共掺杂碳基高效氧还原催化剂的制备

杂原子掺杂碳基氧还原（ORR）催化剂具有代替Pt基催化剂的巨大潜力。以硫掺杂g-C₃N₄（S-doped g-C₃N₄, S-g-C₃N₄）作为硫源和氮源,以三嵌段共聚物P123作为碳源,通过简单的高温热解法成功制备了N、S共掺杂碳（N, S co-doped carbon, NSC）催化剂,并考察了热解温度对制备的NSC催化剂ORR性能的影响。材料表征结果显示:温度为1 000 ℃时制备的催化剂NSC-1000具有较高的氮含量和硫含量及最大的比表面积;电化学测试结果显示:NSC-1000具有最佳的ORR性能,在0.1 mol/L KOH溶液中半波电位（half-wave potential, E1/2）高达0.888 V,且经10 000圈循环伏安扫描后E1/2仅负移12 mV,表现出极佳的活性和稳定性。此外,旋转环盘电极测试结果显示:NSC-1000催化剂主要以四电子反应路径催化ORR的发生。本实验为制备N、S共掺杂碳基高效ORR催化剂提供了新的思路。     

聚吡咯衍生的多孔氮掺杂碳材料的制备及其气体吸附应用

通过物理活化的方法,以导电高分子聚吡咯作为前驱体制备了一系列氮掺杂多孔碳材料。通过扫描电镜、X射线衍射、氮气吸脱附测试、拉曼光谱等手段对样品进行了表征。通过氮气吸脱附测试表明,该氮掺杂多孔碳材料的比表面积可达到745m~2·g~(-1),其比表面积可以通过改变活化时间来调控。所制备的多孔碳材料对二氧化碳具有较好的吸附能力,在273K和0.1 MPa条件下,吸附量可达到7.3%(质量分数)。     

Ag/MoO2/MWCNTs纳米复合材料的制备及其催化氧还原性能

采用水热法制备MoO_2/MWCNTs,再通过紫外还原将银纳米颗粒沉积于其表面,成功制备了Ag/MoO_2/MWCNTs复合材料。系统研究了合成条件对Ag/MoO_2/MWCNTs的催化性能的影响。采用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LCV)及计时电流法(I-t)对Ag/MoO_2/MWCNTs复合材料的电催化氧还原(ORR)性能及其催化氧还原稳定性进行了研究。结果表明,制备Ag/MoO_2/MWCNTs的优选工艺条件为:合成MoO_2/MWCNTs的反应温度为160℃,反应时间为6h,MoO_2(acac)_2与MWCNTs的质量比为1∶1,AgNO_3用量为200μL每1mg MoO_2/MWCNTs(20mg·mL~(-1))。优选条件下制备的Ag/MoO_2/MWCNTs催化氧还原(ORR)为4电子催化过程,其起始电位为0.923V,极限电流密度为6.34 mA·cm~(-2),半波电位为0.81V,经过15 000s后,催化活性仍高于90.5%。     

CeO2复合碳基催化剂的氧还原性能影响因素的探究

以六水合氯化铈为前驱体、氯化钠为模板、牛奶为碳源,制备CeO₂修饰的三维氮、磷掺杂的碳基催化剂（CeO₂?NPC）。通过旋转圆盘电极（RDE）以及旋转环盘电极（RRDE）,分析催化剂的制备条件对氧还原反应（ORR）过程的影响;结合X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱等表征,探究合成过程对结构的影响。通过改变煅烧温度发现,温度升高的过程中N、P等杂元素会随着小分子溢出,碳载体上的缺陷程度增加,CeO₂的质量分数一直处于上升趋势。     

碳毡电极及膨化石墨电极上氧的催化还原研究

用不同的氧化剂对碳毡进行处理,发现经ＫＭｏＯ４处理的碳毡电极对氧还原的催化活性最好,并用电化学方法得到了碳毡的真实面积为其表观面积的２６６倍。用混合液相法成功地合成了ＳｂＣｌ５－石墨层间化合物,发现ＳｂＣｌ５－石墨层间化合物可以膨化,且膨化倍数明显地高于Ｈ２ＳＯ４－石墨层间化合物,膨化石墨对氧化还原催化作用和石墨是一致的。     

离子氮碳氧复合渗对45钢耐磨性能的影响

用离子氮碳氧复合渗处理的方法 ,在绝热式离子热处理炉上对 45钢试样进行处理。通过金相显微镜和X射线衍射仪观察了化合物层的显微组织和微观结构及在MPX 2 0 0型盘销式摩擦磨损试验机上进行纯滑动干磨损试验。结果表明 ,45钢经离子氮碳氧复合渗处理后 ,表层可获得化合物和氧化物的复合渗层 ,明显提高 45钢的耐磨性能。     

不同氮碳比纳米管的合成与结构特性

以插层状四氧化三铁为催化剂在1073K下催化裂解合成了多壁纳米碳管,比较了苯、N,N′-二甲基乙二胺和乙二胺为碳源合成碳管的形貌和结构特性、氮碳比及产率。实验表明：两种含胺碳源均能催化合成出“竹节状”结构的碳纳米管;随着氮碳比的增加,碳管的管壁变得粗糙,管身变得更加弯曲,竹节的规整性下降,密度增加,碳管产率增加。进而从催化机理和含氮竹节状碳纳米管的生成机理上解释了产生这种现象的原因。     

富含氮氧杂原子的共价嗪基框架的合成和结构

为了获得一种新型富含氮氧杂原子的共价嗪基框架,以富含氮、氧杂原子的2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪和三聚氯氰为单体,通过傅克反应合成了这种聚合物(CTFO);IR、XPS证实了三聚氯氰在2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪的苯氧基对位上发生缩聚,形成三连接的片层状框架结构;XRD、HRTEM测试结合结构拟合表明了CTFO的AB堆叠多孔层状结构,孔径为0.52 nm;氮气吸附测试证实了CTFO中存在0.5 nm的微孔和堆积形成的24.14 nm的介孔,比表面积为87 m²/g,孔容为0.47 cm³/g;热重分析表明了CTFO在低于450℃下具有良好的热稳定性。     

炭黑负载酞菁共价有机框架衍生催化剂的制备及其氧还原性能

以四氨基钴酞菁(Cobalt tetraaminophthalocyanine,CoPc(NH2)4)为结构单元,4,4'-联苯二甲醛为连接基团,通过希夫碱反应在炭黑表面原位生长得到Co-COFs/CB前驱体,然后高温热解得到高效氧还原活性的过渡金属/氮/碳(M-N-C)催化剂:Co-COFs/CB-X (X =600...     

氨等离子体改性对碳纳米管氧还原性能的影响

为了提高碳纳米管的氧还原性能,利用氨等离子体对碳纳米管进行了表面改性处理. 采用透射电子显微镜、拉曼光谱对改性前后碳纳米管的结构进行了表征,利用电化学方法比较分析了改性前后碳纳米管的氧还原性能. 研究发现,氨等离子体改性对碳纳米管的结构未产生明显的影响,改性后ID/IG值无变化,但改性后碳纳米管的氧还原起始电位为-146 mV、半峰电位高-243 mV、动力学电流为17.42 mA/cm2、电子转移数目为3.0,其均高于碳纳米管的相应参数. 等离子体表面改性工艺简单,改性后对氧还原性能显著提高.     

胺类焦油衍生氮掺杂多孔碳载铂催化剂制备5-氨基-2-氯甲苯-4-磺酸

以芳香胺类生产过程中的釜残焦油作为碳源及氮源,采用纳米氧化镁模板法制备了氮掺杂纳米多孔碳材料,并以其做为载体制备了高分散的Pt基催化剂.采用N2低温物理吸附-脱附、SEM、TEM以及XPS等技术手段对制备的多孔碳及碳载Pt催化剂进行表征.研究了上述碳载Pt基催化剂在硝基C酸加氢反应中的催化性能.研究发现:通过改变纳米氧...     

柔性氮掺杂活性多孔碳布的制备及其对CO2/CH4吸附分离和甲醇吸附研究

开发一种用于吸附和分离CO₂/CH₄以及吸附甲醇的经济、高效、安全的纳米多孔碳材料,以黏胶纤维织物为前体物质,以CO₂为活化剂,采用一步碳化-活化方法制备柔性氮掺杂活性多孔碳布,并探讨活化温度对多孔碳孔隙结构发育和化学成分的影响。结果表明,活化温度800℃时制备的FPCC-A-800超微孔体积为0.29 m³/g,占总孔体积的71%,含氮量为5.88%。在25℃和0.1 MPa压力下,FPCC-A-800对CO₂的吸附量最高为3.13 mmol/g,根据理想吸附溶液理论(IAST),计算二元混合气体CO₂/CH₄(体积比为50/50),FPCC-A-800的CO₂/CH₄选择性为2.35,这归因于FPCC-A-800优异的超微孔结构和适中的含氮量协同作用。活化温度900℃时制备FPCC-A-900,在25℃和0.009 5 MPa压力下其甲醇吸附量可达9.90 mmol/g,这是因为它具有最...     

离子碳氮共渗及复合处理的应用研究

采用氨气和丙酮作了源研究了４０Ｃｒ铜离子碳氮共渗和复合处理后组织性能,研究表明,离子碳氮共渗大幅度提高了表面硬度,耐磨性和抗咬合性能,还具有周期短,操作方便等特点,研究指出,复合处理不仅使表层得到较厚的渗层深度,较好的硬度梯度及残余应力状态,而且在较大负荷条件下显示出比离子碳氮共渗更优良的耐磨性,抗咬合性能,将试验结果用于轧辊,能显著提高使用寿命。     

磁性甲壳素多孔碳球的制备及对姜黄素的吸附

以天然产物甲壳素为材料,利用溶胶-凝胶法制备磁性甲壳素多孔碳球,通过物理吸附方法负载姜黄素。利用扫描电镜和红外光谱等技术对磁性甲壳素多孔碳球理化性能进行详细研究,考察磁性甲壳素多孔碳球对姜黄素吸附性能和吸附机制。结果表明：磁性甲壳素多孔碳球由碳纳米纤维束组成,具有多孔结构,比表面积大和磁响应等优点。在35℃时磁性甲壳素多孔碳球（10 mg）对姜黄素(50 mg·L-1)最大吸附量达到132.77 mg·g-1,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型。     

PDA源多孔碳的制备及其电化学性能

多硫化物会造成锂硫(Li-S)电池活性物质利用率不足、电池循环稳定性差等问题,为获得高循环稳定性的锂硫电池,以聚多巴胺(PDA)纳米粒子作为前驱体制备多孔碳,以获得具有高的比表面积及导电性的碳材料,将其用作锂硫电池正极硫载体,分析该碳/硫复合电极的电化学性能.结果表明:在0.20 C电流密度下碳/硫电极首圈放电容量高达...     

固体碳氮硼共渗的研究

研究了两段固体碳氮硼三元共渗。通过试验选出了渗剂。用该渗剂对工业纯铁、15钢、45钢等进行570℃×3h—900℃×5～6h共渗处理后,得到由硼化物层和碳氮层组成的共渗层。渗层组织及相结构分析表明:共渗层中有一定数量的ε,γ′和Ee_3(C,B)粒子相,其中ε相最多且以棒条状或小球状存在。还对共渗过程的有关化学反应进行了热力学分析。对渗层的脆性、耐磨性与渗硼进行了对比试验。     

热处理对多孔玻璃孔径的影响

采用Na2O-B2O3-SiO2系统制备基体玻璃.经分相和酸浸析等处理方法.制得多孔玻璃.采用氮吸附静态容量法,测得多孔玻璃的氮吸附等温线、比表面积和孔分布曲线.讨论分相时间和温度对多孔玻璃的孔径和孔隙率分布的影响.总结了多孔玻璃的孔径随着热处理的温度和时间的变化规律.