检索结果-南通市图书馆

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于金属或杂原子掺杂碳量子点的合成及应用

复合材料学报 2024年

作者：杨明杰黄子芮赵会高中政山东科技大学化学与生物工程学院黄冈师范学院催化材料制备及应用湖北省重点实验室

碳量子点（CDs）是一类新型的荧光小颗粒碳纳米粒子，其粒径小于10 nm，在生物成像、生物传感和疾病检测等领域有着广泛的应用。CDs具有较小的颗粒尺寸、良好的生物相容性和激发波长依赖的光致发光（PL）、光致电子转移、化学惰性和低... 详细信息

碳量子点（CDs）是一类新型的荧光小颗粒碳纳米粒子，其粒径小于10 nm，在生物成像、生物传感和疾病检测等领域有着广泛的应用。CDs具有较小的颗粒尺寸、良好的生物相容性和激发波长依赖的光致发光（PL）、光致电子转移、化学惰性和低毒等特点，是很有前景的纳米生物技术材料。掺杂金属或杂原子的CDs具有制备简单、生物相容性好、性能优良等优点，在生化、生物和生物医学等领域具有极大的优势。本文对金属或杂原子掺杂CDs的研究进展、合成方法和应用进行了综述，并对金属或杂原子掺杂CDs目前面临的挑战和未来的前景进行了讨论。

关键词：碳量子点金属掺杂杂原子掺杂共掺杂合成方法

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

杂原子掺杂分级多孔碳的制备方法研究进展

化工设计通讯 2024年第7期50卷 123-125,134页

作者：张沛春张敏赵娅敏西北民族大学化工学院环境友好复合材料国家民委重点实验室甘肃兰州730000

人类文明的进步离不开各种物质的发展,杂原子掺杂分级多孔碳是一种具有潜在应用前景的材料,其独特的结构和性质使其在催化、储能和吸附/分离等领域具有重要的应用价值。总结了杂原子掺杂分级多孔碳的制备方法,通过对其电化学性能、催化... 详细信息

人类文明的进步离不开各种物质的发展,杂原子掺杂分级多孔碳是一种具有潜在应用前景的材料,其独特的结构和性质使其在催化、储能和吸附/分离等领域具有重要的应用价值。总结了杂原子掺杂分级多孔碳的制备方法,通过对其电化学性能、催化活性和吸附性能的研究,揭示了杂原子掺杂分级多孔碳在能源转化、环境保护和催化等方面的潜在应用。未来的研究应重点关注杂原子掺杂方式的优化、结构性能的调控以及杂原子掺杂分级多孔碳在实际应用中的工程化问题,以推动这一材料在各领域的应用和发展。

关键词：多孔碳杂原子掺杂分级多孔结构

杂原子掺杂的碳基无金属催化剂对氧还原和氧析出反应的性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

化工科技 2024年

作者：李雨情陈蕊吉雪荣张婷蕾东北石油大学化学化工学院

开发高活性、廉价和稳定的双功能氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)电催化剂取代贵金属铂(Pt)和二氧化钌(RuO2)催化剂用于高需求的可充电锌空气电池仍然是一个相当大的挑战。碳基材料具有良好的导电性以及物理化学性质的可调性,是作为OR... 详细信息

开发高活性、廉价和稳定的双功能氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)电催化剂取代贵金属铂(Pt)和二氧化钌(RuO2)催化剂用于高需求的可充电锌空气电池仍然是一个相当大的挑战。碳基材料具有良好的导电性以及物理化学性质的可调性,是作为ORR/OER电催化剂的有力候选者。在碳框架中掺杂杂原子可以诱导电荷再分配而调节碳的电子构型,从而改变材料的电化学性质,有效的提高ORR/OER活性,使其可与贵金属基催化剂相媲美。杂原子掺杂策略为碳基无金属电催化剂的发展提供了理论指导。

关键词：氧还原反应氧析出反应杂原子掺杂碳基无金属电催化剂

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

杂原子掺杂多孔碳的制备及应用研究进展

江汉大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 15-26页

作者：孔志博李星瑶许锐杰王亚珍江汉大学光电材料与技术学院湖北武汉430056

就近年来关于杂原子掺杂多孔碳的制备、掺杂机理探究以及在不同领域应用的相关文献整理分析。梳理了杂原子掺杂多孔碳的制备方法并归类总结,同时就掺杂过程中的机理进行综合分析,以期为杂原子掺杂多孔碳的制备寻找-条清晰的共性道路,方... 详细信息

就近年来关于杂原子掺杂多孔碳的制备、掺杂机理探究以及在不同领域应用的相关文献整理分析。梳理了杂原子掺杂多孔碳的制备方法并归类总结,同时就掺杂过程中的机理进行综合分析,以期为杂原子掺杂多孔碳的制备寻找-条清晰的共性道路,方便研究者了解掺杂过程的理化反应机理和掺杂多孔碳的制备方法。最后就杂原子掺杂多孔碳发展所面临的挑战提出了建议。

关键词：多孔碳掺杂机理杂原子掺杂吸附催化储能

杂原子掺杂共轭碳纳米环的合成与性质研究进展

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

有机化学 2022年第11期42卷 3437-3455页

作者：张慧君林建斌厦门大学化学化工学院厦门361005

设计与合成具有特定结构的大环化合物既是超分子化学研究的一个重点,也是合成化学与材料化学领域的重要机遇和挑战.作为碳纳米管的最小片段,径向共轭碳纳米环及环带结构引起化学家广泛的研究兴趣,催生系列自下而上的精确合成策略,但这... 详细信息

设计与合成具有特定结构的大环化合物既是超分子化学研究的一个重点,也是合成化学与材料化学领域的重要机遇和挑战.作为碳纳米管的最小片段,径向共轭碳纳米环及环带结构引起化学家广泛的研究兴趣,催生系列自下而上的精确合成策略,但这些纳米环及环带大多仅由苯和简单多环芳烃基元组成,其光电性质调控主要依赖环尺寸的变化,限制了后续的功能开发及应用.在此基础上,近年来,结构与性质更加多元的杂原子掺杂碳纳米环逐渐成为新的研究热点.围绕含杂原子共轭碳纳米环的设计、合成与性质研究展开,重点介绍了引入芳杂环单元如吡啶、噻吩、呋喃、咔唑、苯并噻二唑、屈并二噻吩、1,2-硼氮芳杂环、二酮吡咯并吡咯、卟啉、苝二酰亚胺、萘并二噻吩二酰亚胺等对纳米环性质的影响,特别是:(1)杂原子引入对纳米环光谱和氧化还原电势的影响;(2)纳米环拓扑结构的变化引起组装行为的改变,进而带来新性质.杂原子掺杂共轭纳米环的设计与合成既可为有机光电材料研究提供理想骨架,同时也为多功能超分子体系的可控构建提供新基元.

关键词：碳纳米环径向共轭芳杂环杂原子掺杂

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

杂原子掺杂生物质碳催化丙烷直接脱氢制丙烯

无机材料学报 2022年第10期37卷 1058-1064,I0001页

作者：甘洪宇冯燕杨德鸿田煜彬李阳邢涛李智赵学波代鹏程中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580 山东能源集团有限公司新能源事业部济宁273500 西安交通大学材料科学与工程学院西安710049

碳材料以其低成本、良好的化学稳定性和热稳定性等优异特性被广泛应用于各种催化反应中。本研究利用来源广泛的天然脱脂棉为原材料,通过原位气相掺杂的方法制备了N掺杂、B掺杂、BN共掺杂的生物质碳材料,并将其应用在丙烷直接脱氢制丙烯... 详细信息

碳材料以其低成本、良好的化学稳定性和热稳定性等优异特性被广泛应用于各种催化反应中。本研究利用来源广泛的天然脱脂棉为原材料,通过原位气相掺杂的方法制备了N掺杂、B掺杂、BN共掺杂的生物质碳材料,并将其应用在丙烷直接脱氢制丙烯反应中。研究发现,与未掺杂的生物质碳相比,杂原子掺杂的生物质碳均表现出更高的丙烷转化率和丙烯选择性,而且N、B单独掺杂的生物质碳材料催化性能优于BN共掺杂的生物质碳材料,其中N掺杂的生物质碳具有最优催化性能:在600℃反应温度下,丙烷转化率达到17.6%,总烯烃收率达14.8%,且经过12 h的脱氢反应后,催化剂性能无明显的衰减。通过对这些碳材料的化学结构和催化性能的对比分析,发现N掺杂和B掺杂使得碳材料表面的大量C-O基团转变为具有丙烷脱氢活性的C=O基团,抑制反应过程中的C-C键断裂,从而提高目标产物丙烯的选择性。生物质碳材料成本低廉且来源广泛,以其作为催化剂可以极大地推动丙烷脱氢工业的发展。

关键词：生物质碳杂原子掺杂直接脱氢丙烷丙烯

杂原子掺杂石墨烯的制备及其作为超级电容器电极材料

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

化学进展 2023年第7期35卷 1005-1017页

作者：吴云鹏王晓峰李本仙赵旭东刘晓旸吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室长春130012 长春理工大学化学与环境工程学院长春130022

石墨烯具有比表面积大、导电性高等特点,在电化学储能领域得到了广泛的关注。然而其作为电极材料时体积能量密度较低,因此在应用中存在着一定的困难。杂原子掺杂是一种提高石墨烯电化学性质的有效手段,可以增强石墨烯作为电极材料时的... 详细信息

石墨烯具有比表面积大、导电性高等特点,在电化学储能领域得到了广泛的关注。然而其作为电极材料时体积能量密度较低,因此在应用中存在着一定的困难。杂原子掺杂是一种提高石墨烯电化学性质的有效手段,可以增强石墨烯作为电极材料时的储能性能。本文概述了杂原子掺杂石墨烯的制备方法,介绍了不同种类的杂原子掺杂对石墨烯电化学性质的影响,及其应用于超级电容器的代表性工作,最后展望了该研究领域未来的发展方向。

关键词：石墨烯杂原子掺杂超级电容器能量储存

杂原子掺杂木质素多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

杂原子掺杂木质素多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

作者：赵博为华南理工大学

学位级别：硕士

木质素是储量第二大的植物资源,来源广泛,价格低廉。每年制浆造纸和生物炼制行业可产生约8000万吨的工业木质素,其含有大量苯环,碳含量高达60%,是理想的碳材料前驱体。大容量超级电容储能器件是《中国制造2025》重要任务之一,其电极材... 详细信息

木质素是储量第二大的植物资源,来源广泛,价格低廉。每年制浆造纸和生物炼制行业可产生约8000万吨的工业木质素,其含有大量苯环,碳含量高达60%,是理想的碳材料前驱体。大容量超级电容储能器件是《中国制造2025》重要任务之一,其电极材料广泛使用的多孔炭存在生产成本高和比容量低等瓶颈问题。以工业木质素为原料制备高比电容木质素多孔炭,“变废为宝”,契合我国“双碳”和新型储能发展战略目标,对低成本绿色储能材料的开发意义重大。然而木质素多孔炭存在结构无序、孔径分布窄以及与电解液相容性差等问题,导致电化学性能难以提高。本论文以来源于制浆造纸行业的碱木质素(AL)为原料,采用软硬双模板(嵌段共聚物F127和Mg(OH)CO)和KOH活化联合策略制备了结构有序的杂原子掺杂木质素多孔炭。利用F127调控AL在混合溶剂中的胶束结构,采用蒸发组装技术将AL与硬模板和氮磷源或氮硫源复合制备了有序片层结构的前驱体复合物AL/F127/Mg(OH)CO,经KOH活化制备氮磷和氮硫杂原子掺杂木质素多孔炭。采用SEM、TEM、氮气吸附-脱附、XRD、Raman和XPS等测试方法表征所制备木质素多孔炭的微观形貌、孔结构和表面特性,研究原料配比和碳化温度对杂原子掺杂木质素多孔炭微结构的影响规律。测试杂原子掺杂木质素多孔炭的电化学性能,揭示其微结构与电化学性能间的构效关系,主要结论如下:(1)以磷酸氢二铵为氮磷源,借助KOH活化AL/F127/Mg(OH)CO制备了氮磷共掺杂木质素多孔炭。当碳化温度为800℃及KOH质量为前驱体的0.75,所制备的NP-HPLC-800-0.75具有疏松的有序片层结构和层次化的孔径分布,比表面积为1302m/g,总孔体积为0.611 cm/g,氮磷元素含量分别为4.40 at.%和1.47 at.%,作为超级电容器电极材料时,表现出高比电容和优异的循环稳定性。在0.5 A/g时,NP-HPLC-800-0.75的比电容为358 F/g,远高于传统活化法制备的多孔炭。以其为电极组装的对称电容器最高能量密度达6.76 Wh/kg,经5.0 A/g循环6000圈,比电容保持率为99.5%。(2)为解决三聚氰胺作为氮源,热稳定性差及与木质素相容性能差导致难以同时提高杂原子掺杂量及比表面积的难题,以水溶性磺甲基化三聚氰胺(SM)为氮硫源,借助KOH活化AL/F127/SM/Mg(OH)CO复合物,制备了氮硫共掺杂木质素多孔炭。当碳化温度为800℃及KOH质量为SM的0.4,所制备的NS-HPLC-800-0.4具有开放有序的多孔片层和层次化的孔径分布,比表面积高达2538 m/g,总孔体积为2.270cm/g,氮硫元素含量分别为3.19 at.%和0.78 at.%,赋予其优越的电荷存储能力和快速的离子传输特性,作为超级电容器电极材料时,在0.5 A/g下的比电容高达393 F/g,远高于传统活化法制备的N-HPLC-800-0.4(196 F/g)。当电流密度增大至20.0 A/g时,NS-HPLC-800-0.4比电容仍保持为240 F/g。以NS-HPLC-800-0.4电极组装的对称电容器最高能量密度达7.71 Wh/kg,经5.0 A/g循环10500圈,比电容保持率为99.8%。本论文揭示了木质素多孔炭微结构与电化学性能间的构效关系,为制备兼具高比表面积、高杂原子掺量和优异电化学性能的木质素多孔炭提供了新的设计思路。研究结果为拓宽木质素多孔炭在电化学储能领域的应用提供了基础,同时对工业木质素的高值化利用具有重要意义。

关键词：木质素超级电容器杂原子掺杂多孔炭比电容

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

杂原子掺杂多孔碳材料制备及电化学性能研究

杂原子掺杂多孔碳材料制备及电化学性能研究

作者：李昕天津科技大学

学位级别：硕士

随着化石能源的枯竭以及环境污染加剧,人们迫切需要开发一种绿色环保的高性能储能设备。超级电容器是一种新型的储能设备,具有充放电速度快、循环使用寿命长、功率密度大等显著优势。超级电容器的性能表现与其电极材料密切相关。在诸多... 详细信息

随着化石能源的枯竭以及环境污染加剧,人们迫切需要开发一种绿色环保的高性能储能设备。超级电容器是一种新型的储能设备,具有充放电速度快、循环使用寿命长、功率密度大等显著优势。超级电容器的性能表现与其电极材料密切相关。在诸多电极材料中,多孔碳材料能够提供极大的比表面积、可调节的孔隙结构以及良好的导电性和电化学性能,从而成为了一种理想的超级电容器电极材料。花生壳是一种常见的生物废弃物,含碳量较高,可以用作超级电容器用多孔碳材料的前驱体。然而,木质纤维素生物质表现出一种紧凑的结构,抑制了活化剂的渗透,使得对生物质前驱体进行预处理是必要的。蒸汽爆破是一种很有前途的生物质预处理方法,这是由于蒸汽爆破预处理可以分解生物质细胞壁,诱导纤维分散,使内壁结构疏松,产生多孔的生物质材料,增加了生物质材料的比表面积,有利于促进生物质与后续工艺中使用的化学物质之间的接触并为后续反应过程提供便利。此外,为了提高超级电容器的电化学性能,在碳材料中引入磷、硫、氮等杂原子,这些杂原子提高了电极材料的导电性和湿润性,同时也提供了更多的活性位点。本课题使用蒸汽爆破花生壳作为碳源,通过一步碳化法引入杂原子,制备出了具有高比表面积、杂原子含量丰富的超级电容器用多孔碳材料。本课题的主要工作如下:(1)以蒸汽爆破花生壳为碳前驱体,以磷酸钾为活化剂兼磷源,通过一步碳化法,制备磷单掺杂多孔碳材料。探究了磷酸钾用量对多孔碳材料的结构、形貌以及电化学性能等方面的影响。实验结果表明,当汽爆花生壳、磷酸钾用量比例为1:7时,所制备出的多孔碳材料具有最佳的电化学性能。(2)在上述基础上,以蒸汽爆破花生壳为碳前驱体,以磷酸钾为活化剂兼磷源,硫脲为氮源兼硫源,通过一步碳化法,制备出了具有高比表面积(2046 m/g)、孔隙结构良好的磷、硫、氮三掺杂多孔碳材料。探究了硫脲用量对多孔碳材料结构、形貌以及电化学性能等方面的影响。实验结果表明,多孔碳材料PSN-PSC-7-1具有最佳的电化学性能。在0.1 A/g的电流密度下比电容能够达到334.7 F/g。在三电极体系下经过10,000次循环后,PSN-PSC-7-1的电容保持率可达96%。(3)探究了硫脲作为掺杂剂提高多孔碳电化学性能的机理。通过对比多孔碳材料PSN-PSC-7-1和PN-PSC-7-1在微观形貌、比表面积、元素组成以及电化学性能等方面的性能差异,得出结论:硫脲的加入更有助于碳前体材料形成缺陷,有助于孔的形成,能够提供大的比表面积。并且硫脲中的氮原子更容易掺杂进入多孔碳材料中,从而有利于提高材料的电化学性能。(4)使用多孔碳材料PSN-PSC-7-1组装成PSN-PSC-7-1//PSN-PSC-7-1对称电容器,并对其电化学性能进行检测。结果表明,在0.1 A/g的电流密度下PSN-PSC-7-1//PSN-PSC-7-1对称电容器的比电容为73.16 F/g。并且随着功率密度从70提高到11016.51 W/k时,相应的能量密度为19.92-6.43 Wh/kg。在5 A/g的电流密度下对PSN-PSC-7-1//PSN-PSC-7-1对称电容器进行循环稳定性测试,在8000次循环后,样品的比电容保持在97.81%,表现出了良好的循环稳定性。

关键词：超级电容器蒸汽爆破预处理花生壳多孔碳杂原子掺杂硫脲