高电容氮硫共掺杂多孔炭纳米片的制备

提供一种新型的超级电容器用高电容氮硫共掺杂多孔炭纳米片的制备方法,该方法操作简单、时间周期短、重复性好。以葡萄糖酸钙为碳源、氢氧化钾为活化剂、硫脲为氮硫源,通过直接碳化法制备出氮硫共掺杂多孔炭纳米片,并用于超级电容器的电极材料。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、拉曼以及氮气吸脱附测试分析,氮硫共掺杂多孔炭纳米片具有高比表面积(491 m²·g^-1)、高氮掺杂量(8.1%)、高硫掺杂量(3.7%)以及分级孔道结构,并在6 mol·L^-1的KOH水溶液中表现出良好的电化学性能。当电流密度为0.2 A·g^-1时,其质量比电容高至221 F·g^-1,在20 A·g^-1时,其质量比电容可以达到144 F·g^-1,质量比电容保持率高达65%,而且经过5 000次充放电循环的电容保持率高达100%。该方法制备出的氮硫共掺杂多孔炭纳米片不仅表现出较大实际应用潜力,而且为寻找电化学性能优异的氮硫共掺杂电极材料奠定基础。     

氮硫共掺杂生物质铁炭材料活化PMS降解双酚A研究

以硫脲、樱桃核粉末和无水三氯化铁为原料,通过一锅煅烧法制备出氮硫共掺杂的生物质铁炭材料(Fe/NS-BC)。该材料能有效活化PMS,在0.1 g/L Fe/NS_0.03-BC和0.5 g/L PMS存在的条件下,20 mg/L的双酚A在30 min时被完全去除。自由基猝灭实验证明Fe/NS_0.03-BC/PMS体系中存在SO₄^·-、·OH和¹O₂三种活性氧物种。碳基体中掺杂的氮、硫和铁之间的协同作用是Fe/NS-BC能高效活化PMS降解有机物的主要原因。Fe/NS-BC具有合成方法简单、成本低廉、环境友好等优点,在有机污染物的降解方面具有良好的应用前景。     

模板法制备多孔炭材料的研究进展

模板法为各种有机和无机纳米材料的可控和定向合成开辟了一条全新的技术途径，近年来已经成为材料制备研究领域引人注目的新方法。本文就迄今为止模板法在制备具有规则结构的多孔炭材料领域的研究动态进行综述，介绍了多孔炭材料的模板法制备、应用前景及其可能的形成机制。     

高密度各向同性炭材料的制备方法

本文在查阅大量文献的基础上对高密度各向同性炭材料的制备方法进行了综述。其制备方法主要分为传统方法和自烧结方法,并对不同方法的优劣进行比较。     

锂硫电池硫/炭复合正极材料的研究进展

锂硫电池具有高比能量密度、原料丰富且对环境友好等优势,成为当前最具有吸引力的二次电池体系之一.然而循环寿命低制约着其商业化进程.本文主要综述了几十年来国内外学者在硫/炭复合正极材料方面的研究现状,并对未来新型正极材料的研究方向进行了展望.     

炭材料载铜催化剂的制备及应用

炭材料载铜催化剂工业应用广泛,比表面积高,活性组分高度分散且形貌粒径可控的高效催化剂是近年来研究的热点,传统的炭材料主要是活性炭,随着对新型炭材料如碳纳米管、碳纤维以及石墨烯等制备及表征的研究,其用作催化剂载体研究的报道越来越多。在此综述了炭材料载体载铜催化剂制备及应用。     

氮掺杂生物炭材料的制备及其在环境中的应用

由生物质转化得到的生物炭材料因其成本低且环境友好被广泛用于环境领域,且对我国实现碳达峰与碳中和有积极的促进作用。非金属氮掺杂生物炭由于氮元素的引入,呈现表面碱度以及多吸附位点的特性,提高了其对污染物的去除性能,然而对氮掺杂生物炭材料的绿色可控合成及掺杂机理的关注不够。本文综述了近几年来国内外氮掺杂生物炭材料的制备及其在环境中的研究应用,梳理了氮掺杂生物炭材料中含氮官能团的类型和不同制备方法,含氮官能团包括吡啶N、吡咯N和石墨N等,其含量和类型受氮源、热解温度和时间的影响,阐明了其中的氮掺杂机理由氮源分解的中间产物、生物炭表面官能团和掺杂过程中的活化剂等因素决定。最后,对氮掺杂生物炭在环境方面的应用及作用机理进行探讨,并在此基础上提出未来研究高效氮掺杂生物炭的重点和研究方向,以期为氮掺杂生物炭在环境中的实际应用提供参考。     

热蒸法合成S掺杂的SiO_2微球

以S粉作为还原剂,利用热蒸法合成S掺杂的SiO_2微球。所合成的产品通过X射线粉末衍射(XRD),拉曼光谱(RS),扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱(EDX)和光致发光谱(PL)等进行了系统研究。结果显示,纯S掺杂的SiO_2微球能够在730℃的生长温度上收集到。此外,PL谱揭示了S掺杂的SiO_2微球具有一个稳定、较强的绿色发光带。该产品的研究有利于提升光电子半导体器件的性能应用。     

三维有序大孔炭材料的制备及其应用

综述了三维有序大孔(3DOM)炭材料的制备及应用.3DOM炭材料的制备方法主要有胶晶模板法、炭气凝胶法、聚合物热解法,其中胶晶模板法是最有效的方法.还归纳了3DOM炭材料在光子晶体、电极材料、催化剂及催化剂载体、生物材料以及模板等方面的应用研究.     

氧化硅气凝胶绝热材料及其建筑减碳应用

无机氧化硅气凝胶因具有超低导热系数、A级不燃、吸湿率低、轻质等特点,在航天航空、工业及建筑领域的节能减碳方面具有广泛的应用潜力。然而氧化硅气凝胶力学性能差、制备成本高等缺点限制了其发展应用。介绍了氧化硅气凝胶绝热材料制备工艺的研究进展,对氧化硅气凝胶在建筑领域的应用形式（如超轻气凝胶泡沫混凝土、超高性能气凝胶保温隔热板、超低传热系数气凝胶节能玻璃等）进行了综述,并对氧化硅气凝胶在建筑节能领域的发展方向进行了展望。响应碳中和发展目标,随着气凝胶制备技术的发展与成本降低,氧化硅气凝胶绝热材料将在建筑墙体保温隔热方面广泛应用,同时对其性能提出了更多功能性要求,对氧化硅气凝胶材料还需开展更系统的基础研究以及工程应用技术研发,推动建筑领域的节能减碳与可持续发展。     

多孔炭材料的制备及在废水处理中的应用研究进展

以微孔炭、介孔炭及大孔炭为代表的多孔炭材料,因其三维多孔结构和良好的热稳定性而具有优异的吸附性能,其主要制备方法有活化法、软硬模板法等。在介绍了三种多孔炭材料制备方法与特点的基础上,综述了多孔炭材料作为吸附剂在重金属离子废水、染料废水和其他废水处理中的应用研究进展。     

添加碳素复(混)合相变储热材料的研究及应用进展

相变储热材料因具有储热密度大、相变温度变化小且过程易控制等优点而在许多领域具有重要应用。但传统的相变储热材料存在导热系数低及固-液相变过程中液态泄漏问题,阻碍了其实际应用。碳材料如石墨、碳纤维、碳泡沫和膨胀石墨,他们都具有高导热系数、低密度和良好的化学稳定性。将碳材料添加到相变储热材料中或与相变储热材料进行复合,从而构成碳素复(混)合相变储热材料,储热材料的导热系数及其性能可明显提高。本文综述了碳素复(混)合相变储热材料的研究进展。利用膨胀石墨的多孔特性吸附有机物制备膨胀石墨基复合相变储热材料,其储热密度大、导热系数高、性能稳定、成本低且在固-液相变过程中没有液态的流动性问题,是未来研究和应用最重要的碳素复合相变储热材料。     

S-doped crosslinked porous Si/SiO2 anode materials with excellent lithium storage performance synthesized via disproportionation

The volume expansion during cycling and low electrical conductivity of a Si anode limit its commercial development. Nanostructure can effectively alleviate the volume expansion and doping can increase the electrical conductivity of silicon. Hence, in this paper, uniformly S-doped crosslinked porous Si/SiO₂ (S-doped pSi/SiO₂) were prepared by the disproportionation reaction of SiO at a high temperature. As a bifunctional additive, sulphur can be used to prepare crosslinked porous silicon by a silicon-sulphur reaction. Furthermore, sulphur can improve the conductive properties of the bulk Si via doping. At the same time, residual SiO₂ can also be used as a buffer material. This strategy not only provides space for the volume expansion of silicon, but also enhances its electrical conductivity and improves charge transfer. Consequently, the S-doped pSi/SiO₂ anode exhibits superior cycling capacity and rate performance (1035 mAh·g^?1 at 1 A g^?1 after 300 cycles and an exceptional rate performance of 1233 mAh·g^?1 at 2 A g^?1). Moreover, the electrochemical performance of the S-doped pSi/SiO₂//LiFePO₄ full cell was also evaluated, which exhibits favourable lithium storage performance.     

木质素碳纳米材料制备及在催化中的应用研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生资源,含碳量高且具有三维网状结构和大量共轭结构。碳材料是一类具有极大应用价值的催化材料,特别是在电催化、热催化和光催化领域。以木质素为原料制备高活性的木质素碳基催化剂是实现木质素高附加值利用有效的途径之一。木质素碳催化材料研究涉及化学、化工和物理等多个学科领域,制备性能优异和稳定性良好的木质素碳基催化剂仍充满挑战。本文主要总结了木质素碳材料的制备研究进展,以及介绍了木质素碳材料在光催化、热催化和电催化等领域的应用研究现状。此外,还分析了当前木质素碳基催化材料存在的问题,并展望了未来的发展趋势和重点研究方向。     

化工新材料产业及其在低碳发展中的作用

化工新材料是新材料的重要组成部分,是国民经济建设所需的关键材料,已经成为炼化行业转型升级的重要方向。本文分析了国内外化工新材料的产业发展现状,重点从化工新材料原料供给、新材料生产、产品回收与循环利用全生命周期（LCA）角度,阐述了可再生原料的汇碳作用,典型新材料（包括高端碳材料、汽车轻量化材料、新能源材料、碳捕集材料）生产的固碳作用,以及废弃材料回收和循环利用中的减碳作用。文章对我国新材料产业发展现状和前景进行了思考,认为化工新材料在降低CO₂排放、实现碳中和目标进程中作用显著;基于未来我国化工新材料市场需求强劲的总体态势,应该加大技术研发投入,突破重点新材料生产技术瓶颈,加快自主产品产业化进程,满足我国经济发展迫切需求,推动社会经济绿色低碳高质量发展。     

双介孔材料的合成与应用研究进展

双介孔材料是一种同时具有小介孔和大介孔的新型多级孔材料,在吸附和催化方面具有广阔的应用前景,因此也引起许多研究者的关注。本文较全面地总结了双介孔材料的合成方法,探讨了双介孔材料作为吸附剂和催化剂载体的应用研究状况,并对今后的发展方向进行了展望:如何有效地控制两种介孔的孔结构和孔的空间分布、结构和物化性能的表征以及如何改性以扩大其应用领域尚需进一步的研究。