ZIF-8衍生的多孔碳作DSSC对电极

根据金属有机框架材料(MOF)衍生的多孔碳的特点,本工作以ZIF-8为前驱体制得氮掺杂多孔碳(NPC).采用多种表征方式研究了NPC的结构和形貌特点,利用CV曲线研究了NPC的电催化活性,并将其作对电极组装了染料敏化太阳能电池.研究表明,NPC-900的性能最佳,获得了7.1％的光电转化效率,略低于Pt电极的光电转化效...     

不同碳化温度对ZIF-8碳化物催化活性的影响

本文采用六水硝酸锌和2-甲基咪唑常温下混合搅拌制备一种理想的前躯体ZIF-8。在不同温度T下进行碳化,探究不同温度对碳化物的表面形貌和催化性能的影响。本文通过TEM、EDS等表征手段,观察了ZIF-8晶体碳化后形貌以及碳氮元素的分布,进一步通过循环伏安法(CV)线性扫描测试法(LSV)以及K-L方程,探究了不同温度下ZIF-8-T的峰电位、半波电位和极限电流密度。通过表征和测试发现,当碳化温度为800℃,碳化物具有较大的孔体积和导电性碳框架,具有较优的ORR催化活性。     

建筑废弃物木屑材料制备多孔碳材料

为研究建筑废弃物——锯末木屑在环保中的应用,以NaNH₂为活化剂和氮源,利用一步热解法制备了氮掺杂的多孔碳材料,采用X射线衍射、X光电子衍射、氮气吸附-脱附等温线等方法对样品进行表征。结果发现样品主要由微孔构成,大的比表面积和高的氮含量相互协同,为CO₂的电化学还原反应提供了丰富的催化活性位点和CO₂反应物。电化学测试研究结果发现,样品还原CO₂的主产物为CO,在-0.7 V(可逆氢电极,RHE)的过电势下,CO的法拉第效率高达82%,且样品可持续稳定电解18 h。说明以建筑废弃木屑材料制备的多孔碳可有效还原CO₂,实现在环保领域中的应用。     

ZIF-8基多孔碳的制备及吸附性能

氮气氛围中煅烧ZIF-8,对煅烧后样品采用XRD、FESEM、BET、HRTEM等进行表征,并通过对亚甲基蓝的脱除来测试其吸附和光催化性能。结果表明,煅烧温度低于500℃时,碳化样品保持了ZIF-8的结构及形貌。温度达到600℃时,ZIF-8开始分解碳化,结构中的Zn转变成Zn O,形成Zn O@C复合物,但其光催化活性较低,这是由于Zn O被C包裹减少了与亚甲基蓝分子接触概率。随着温度的进一步升高,ZIF-8碳化成为具有石墨相结构的多孔碳。煅烧的温度越高,颗粒的团聚越明显,纳米级颗粒聚结形成明显的的块状物;碳化样品的比表面积越高,介孔和大孔所占比例也越大。亚甲基蓝的脱除实验显示,随着碳化温度的增加,碳化样品的脱除效果显著提高,1000℃碳化所形成多孔碳的脱除效果优于市售的活性炭,主要与高的表面积及多的介孔及大孔相关。     

ZIF-8制备原位碳掺杂氧化锌及其光催化性能研究

以ZIF-8为前驱体,采用热解法制备碳掺杂氧化锌。分别研究ZIF-8在350、400、450 ℃下煅烧以及陈化10 min、3 h、24 h对制备原位碳掺杂氧化锌的影响。通过热重（TG）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究样品的形貌和结构;紫外可见漫反射光谱（UV-vis）和光致发光光谱（PL）证明原位碳掺杂氧化锌具有可见光吸收能力和更低的光生载流子复合率;DFT模拟计算表明氧化锌晶格中掺入碳元素能有效减小带隙值。原位碳掺杂氧化锌较纯氧化锌在可见光和紫外光照射下的光催化性能分别提高1.5倍和3.0倍。空穴和羟基自由基是原位碳掺杂氧化锌光催化降解体系的主要活性基团,并由此提出了碳掺杂氧化锌的光催化机理。     

基于不同粒径ZIF-8多孔液体的二氧化碳捕集性能

通过粒径调控策略制备了基于不同粒径ZIF-8的多孔液体(PLs),并用于CO₂的捕集。考察了ZIF-8粒径对多孔液体捕集CO₂的吸附容量、吸附速率、CO₂/N₂选择性及循环稳定性的影响,并对不同粒径多孔液体的CO₂吸附动力学进行研究。结果表明,多孔液体中具有永久的孔隙结构,不同多孔液体均具有优异的流动性。3种不同粒径的多孔液体室温下放置60 d或4500 r/min下离心5 min后均未出现聚集、沉积现象,表明不同粒径多孔液体均具有较好的稳定性。由不同粒径ZIF-8合成的多孔液体对CO₂的吸附过程包括物理吸附和化学吸附。其中,ZIF-8粒径为43 nm的多孔液体ZIF-8-PLs(43)对CO₂的饱和吸附容量最大,为63.0 mg/g;ZIF-8-PLs(145)展现了较快的CO₂吸附速率,准二级动力学常数为1.91×10^–3 g/(mg·min);ZIF-8-PLs(1400)具有最高的C...     

基于ZIF-8衍生氮掺杂多孔碳的高稳定性氧还原催化剂

沸石咪唑脂框架8(ZIF-8),高温热解处理得到氮掺杂多孔碳(NPC),通过双溶剂浸渍法、化学还原法以及酸处理,制备了NPC负载铂铜的开放型合金纳米颗粒催化体系。通过形貌表征和氧还原催化活性测试,筛选出最佳催化剂,该催化剂也在电流-时间测试中,表现出卓越的稳定性。其催化性能的提升,主要基于铜的引入对金属铂的d带中心的调控以及NPC中氮掺杂位点、羰基官能团对于金属纳米颗粒的锚定作用。     

基于ZIF-8衍生氮掺杂多孔碳的高稳定性氧还原催化剂

沸石咪唑脂框架8(ZIF-8),高温热解处理得到氮掺杂多孔碳(NPC),通过双溶剂浸渍法、化学还原法以及酸处理,制备了NPC负载铂铜的开放型合金纳米颗粒催化体系。通过形貌表征和氧还原催化活性测试,筛选出最佳催化剂,该催化剂也在电流-时间测试中,表现出卓越的稳定性。其催化性能的提升,主要基于铜的引入对金属铂的d带中心的调控以及NPC中氮掺杂位点、羰基官能团对于金属纳米颗粒的锚定作用。     

废弃棉短绒模板纤维素碳化机理的研究及多孔碳的制备

以废弃棉短绒为模板,采用溶胶凝胶技术制备出新型多孔碳模板,研究了纤维素碳化的机理。多孔碳的收缩率随着树脂/棉短绒复合体中树脂含量的增大而减小;所得多孔碳的气孔率随着树脂/棉短绒复合体中树脂含量的增大而减小,也随着碳化温度的升高而减小;多孔碳的弯曲强度随着树脂/棉短绒复合体中酚醛树脂含量的增大而增大,也随着碳化温度的升高而增大。     

水热碳化制备碳材料及其吸附水中污染物的研究进展

水热碳化制备生物炭是一种经济、低耗、可持续的技术。由于生物质的种类繁多且结构复杂,在不同的反应条件下获得的产品,类型及性能都有较大差异,同时也影响着生物碳材料的吸附性能。本文根据水热碳化技术的特点,分析了制备水热碳材料的原料和合成反应机理,总结了水热温度、水热时间、pH和固液比等反应参数对制备水热碳的影响,简述了水热碳材料在吸附去除废水污染物方面的应用,分析了光照提升碳微球吸附染料的机理。     

金属-有机骨架（MOFs）多孔材料ZIF-8的性能研究

研究金属-有机骨架(MOFs)多孔材料ZIF-8的特性,并用其部分替代白炭黑和氧化锌用于轮胎胎面胶。结果表明:ZIF-8的骨架上含有大量金属活性位点,且大部分金属活性位点裸露在外,使其具有更高的催化性能,ZIF-8具有特殊的有机-无机骨架结构,比表面积大,易分散且对小分子吸附性更好;在轮胎胎面胶中加入ZIF-8,可以大幅度降低氧化锌和白炭黑的用量,缩短硫化时间,提高胶料的物理性能,胶料具有更高的拉伸性能且保持较低的温升。     

碳/碳复合多孔材料过滤器

在许多冶金产品和矿物的化学分析中,由于铌、钽两元素的化学性质和离子半径非常相似,因此,它们所形成的各种类型化合物性质也相似,所以对它们进行化学定量分离就成为一个比较困难的课题。虽然不少学者对此开展了大量的研究,但在要求较严格的情况下,对化学工作者仍属于棘手的问题,沈志洪等提出了在氟氢酸铵—稀王水介质中定量分离铌、钽新体系,使重量法直接测定含铌高温合金中的钽成为可能。但这种方法     

ZIF-67衍生Co/NC多孔碳材料的改性及其电催化水氧化性能

通过将前体ZIF-67高温热解并采用Na BH₄还原的方法制得表面富含氧空位的多孔碳复合材料(R-Co/NC-800)。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对材料的物相、形貌、元素分布以及表面化学键结构等进行了表征;采用线性扫描伏安法(LSV)等方法研究了材料的电催化水氧化活性。结果表明制得的多孔碳复合材料(R-Co/NC-800)与未经NaBH₄还原处理的Co/NC-800样品对比,其表面氧空位浓度明显增加,形成新的催化活性位点,有效提升了电催化水氧化活性。在1.0 mol/L KOH溶液中,达到10 mA/cm²的电流密度,所需过电势仅为287 mV,同时表现出优异的电化学稳定性。     

多孔碳材料在油水分离中的应用及制备

海洋中的原油泄漏是世界性的大灾难,这会使得许多有毒化合物进入海洋,从而威胁到从低级藻类到高等哺乳动物甚至包括人类的每一个物种。如何有效的处理漏油事件是人们迫切需要解决的问题。     

废弃稻壳资源化利用制备高性能多孔储能碳材料

采用废弃生物质稻谷壳为原料,利用简单的降解和活化过程,将其转化为具有较高附加值的储能碳材料。实验结果发现:经水热降解12 h再经化学活化3 h后所得稻壳碳材料比表面积可达1036 m~2/g。在0.2 A/g的电流密度下比电容为441 F/g,在20 A/g的高电流密度下比电容仍可达226 F/g,表现出较高的能量密度和功率密度。经过10000次充放电循环,电容保持率为92.92%,体现出优异的循环稳定性。本论文中生物质碳材料的制备方法,可为废弃农业生物质的高附加值资源化利用提供一条切实可行的途径。     

镁热还原法制备多孔硅碳复合负极材料

分别以介孔二氧化硅(SBA-15和 MCM-48)和硅藻土为硅源,通过镁热还原制备多孔硅,然后向多孔硅中注入有机碳前躯体,经过高温碳化处理得到多孔Si/C复合负极材料。采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、场发射扫描电子显微镜和N2吸附脱附测试仪对合成的材料分别进行了表征,研究了多孔 Si/C 复合材料的电化学性能。结果表明：镁热还原介孔二氧化硅可以得到多孔硅材料,碳加入到多孔硅材料中可以有效提高材料的电子电导率,可明显改善材料的循环稳定性。同时多孔结构可以有效缓解硅基材料充放电过程中的体积应力,提高材料的循环稳定性。以SBA-15、MCM-48和硅藻土为硅源制备得到的3种多孔Si/C复合材料在200 mA/g电流密度下循环30次之后的可逆容量分别为712、664、463 mA·h/g。