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空气氧化稳定化对沥青基硬炭材料的结构和储钠性能的影响

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新型炭材料 2021年第6期36卷 1073-1080页

作者：郭宏毅李姚谕王春雷贺磊李晨郭永强周颖大连理工大学化工学院碳素材料研究室辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024

以石油沥青为原料,通过空气氧化稳定化及炭化方法成功制备出钠离子电池用硬炭负极材料。研究了不同氧化稳定化温度下样品组成、结构的变化,及其对炭化样品形貌、结构和储钠性能的影响。结果表明,空气氧化处理可以引入大量的含氧官能团,... 详细信息

以石油沥青为原料,通过空气氧化稳定化及炭化方法成功制备出钠离子电池用硬炭负极材料。研究了不同氧化稳定化温度下样品组成、结构的变化,及其对炭化样品形貌、结构和储钠性能的影响。结果表明,空气氧化处理可以引入大量的含氧官能团,诱导脱氢缩合和氧化交联反应的发生,使石油沥青发生由热塑性向热固性的转化。空气氧化稳定化处理有效地阻碍了沥青在高温炭化中固有的石墨化倾向,使碳层堆叠变得无序、同时产生更多的缺陷位。电化学测试结果表明,在100 mA g^(−1)的电流密度下,与直接炭化样品PDC-1400相比,350℃氧化稳定化、1400℃炭化的硬炭样品o-PDC-350-1400的比容量提升约1.8倍(达到276.8 mAh g^(−1));首效提高22%(达到73.38%)。样品o-PDC-350-1400循环200圈后,充电比容量达170.2 mAh g^(−1),具有良好的循环稳定性。

关键词：石油沥青氧化稳定化硬炭钠离子电池

Ru/NiAl-LDH-o-CNTs乳液催化剂的制备及其苯甲醇选择氧化性能

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新型炭材料 2018年第2期33卷 109-115页

作者：单媛媛于畅张旭张梦迪董强邱介山大连理工大学化工学院暨辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学石油与化学工程学院辽宁盘锦124221

采用温和水热方法制备了由功能化碳纳米管(o-CNTs)和片状水滑石(NiAl-LDHs)组成的NiAl-LDH-o-CNTs复合材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)技术手段研究了NiAl-LDH-o-CNTs复合物的结构特征和形貌,通过光学显微镜技术手段考察... 详细信息

采用温和水热方法制备了由功能化碳纳米管(o-CNTs)和片状水滑石(NiAl-LDHs)组成的NiAl-LDH-o-CNTs复合材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)技术手段研究了NiAl-LDH-o-CNTs复合物的结构特征和形貌,通过光学显微镜技术手段考察了NiAl-LDHs、o-CNTs和NiAl-LDH-o-CNTs复合物形成的乳液体系特征。以苯甲醇选择氧化制备苯甲醛为探针反应,研究了NiAl-LDHs、o-CNTs和NiAl-LDH-o-CNTs材料的乳化能力与Ru基催化剂催化性能之间的内在规律关系。结果表明,NiAl-LDH-o-CNTs固体乳化剂的乳化能力优于o-CNTs和NiAl-LDHs。以NiAl-LDH-o-CNTs为载体,Ru为活性组份的Ru/NiAl-LDH-o-CNTs催化剂催化活性最高,对苯甲醇的转化率高达96%,选择性高于99.9%。

关键词： NiAl-LDH-o-CNTs复合物乳液催化苯甲醇选择氧化

碳基材料在电还原二氧化碳制甲酸中的研究进展

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新型炭材料 2022年第2期37卷 277-289页

作者：李文斌于畅谭新义崔崧张亚方邱介山大连理工大学精细化工国家重点实验室化工学院辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024

基于可再生、间歇性的能源驱动的二氧化碳(CO_(2))电还原制甲酸(HCOOH)技术是二氧化碳转化利用的重要途径。本文详细介绍了CO_(2)的物理化学性质及其电还原生成HCOOH的反应机理;综述了近年来碳基材料在电还原CO_(2)制HCOOH中的研究进展... 详细信息

基于可再生、间歇性的能源驱动的二氧化碳(CO_(2))电还原制甲酸(HCOOH)技术是二氧化碳转化利用的重要途径。本文详细介绍了CO_(2)的物理化学性质及其电还原生成HCOOH的反应机理;综述了近年来碳基材料在电还原CO_(2)制HCOOH中的研究进展,包括无金属的碳催化剂和碳负载型催化剂。在此基础上,总结和评述了电化学反应器的设计和优化策略。以CO_(2)电还原耦合甲醇电氧化反应为例,分析了CO_(2)杂化电解技术的优势。最后,提出了目前电还原CO_(2)制HCOOH的关键科学技术问题和未来的发展方向,以期为该技术的进一步发展提供新的思路和指导。

关键词：碳基材料 CO_(2)电还原甲酸反应器

多尺度镍-氮-碳催化剂在电还原CO2生成CO中的研究进展

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新型炭材料 2021年第1期36卷 19-33页

作者：张亚方于畅谭新义崔崧李文斌邱介山大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024

电化学CO2还原(ECR)作为一种清洁的CO2转化技术,倍受关注。开发高效的电催化剂是影响和决定ECR技术发展的关键。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率大、维数尺度多和活性位点可调等优点,是理想的ECR电催化剂之一。其中,金属镍-氮... 详细信息

电化学CO2还原(ECR)作为一种清洁的CO2转化技术,倍受关注。开发高效的电催化剂是影响和决定ECR技术发展的关键。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率大、维数尺度多和活性位点可调等优点,是理想的ECR电催化剂之一。其中,金属镍-氮-碳(Ni-N-C)材料由于其活性位点丰富、选择性高等特点,在ECR生成CO的过程中展现出巨大的优势和应用潜力。本文介绍了ECR反应的基本原理和主要性能参数,综述了近年来国内外有关多尺度Ni-N-C催化剂在ECR反应生成CO中的研究进展。详细介绍了Ni-N-C催化剂碳骨架/基底的种类,主要包括小尺度碳质材料、一维(1D)碳质材料、二维(2D)碳质材料和纳米多孔碳质材料。讨论了Ni-N-C催化剂在电还原CO2生成CO应用过程中存在的问题。最后,展望了Ni-N-C催化剂在ECR体系中的挑战与应用前景。

关键词：电化学CO2还原 CO 多尺度碳质材料镍-氮-碳催化剂

高活性三维花型Co-Ni/C双金属催化剂用于邻氯硝基苯选择性加氢反应(英文)

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催化学报 2012年第12期33卷 1883-1888页

作者：解雅玲肖南凌铮柳月于畅邱介山大连理工大学辽宁省能源材料化工重点实验室大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

采用简单的水热/溶剂热法,经后续在氮气气氛中的热处理合成了三维花型Co-Ni/C双金属催化剂,它由交织炭片构成,金属纳米颗粒高度分散其中.随着Co/Ni摩尔比的增加,金属颗粒的粒径逐渐从26nm减至4nm左右.将该催化剂用于邻氯硝基苯选择性加... 详细信息

采用简单的水热/溶剂热法,经后续在氮气气氛中的热处理合成了三维花型Co-Ni/C双金属催化剂,它由交织炭片构成,金属纳米颗粒高度分散其中.随着Co/Ni摩尔比的增加,金属颗粒的粒径逐渐从26nm减至4nm左右.将该催化剂用于邻氯硝基苯选择性加氢制备邻氯苯胺反应,其催化活性最高为单金属催化活性的2倍.这是由于Co和Ni物种之间存在协同效应.氢气程序升温脱附结果显示,Co/Ni合金的生成使得Co50Ni50/C催化剂产生了新的催化活性位,因而其活性显著提高.

关键词：钴镍纳米碳材料双金属催化剂协同效应邻氯硝基苯加氢反应

NiO含量对NiMo/Al2O3催化剂在焦炉煤气中噻吩加氢脱硫性能的影响

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低碳化学与化工 2025年

作者：李姣姣秦志峰李晓红杜朕屹于峰翟志强吴琼笑太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学化学工程与技术学院山西东义煤电铝集团煤化工有限公司东莞市能源投资集团有限公司

焦炉煤气作为气体资源，常被用作化工原料，然而其中噻吩（C4H4S）等硫化物杂质的存在对催化剂具有较强毒害作用，工业上常通过二级镍钼加氢脱硫对噻吩进行深度脱除。为探究金属负载量对催化剂性能的影响，采用浸渍法制备了不同NiO含量... 详细信息

焦炉煤气作为气体资源，常被用作化工原料，然而其中噻吩（C4H4S）等硫化物杂质的存在对催化剂具有较强毒害作用，工业上常通过二级镍钼加氢脱硫对噻吩进行深度脱除。为探究金属负载量对催化剂性能的影响，采用浸渍法制备了不同NiO含量（5%、10%、15%和20%，质量分数）的NiMo/Al2O3催化剂；在反应温度250～390℃、压力1 MPa和原料空速4500 h-1条件下，对催化剂焦炉煤气噻吩加氢脱硫性能进行了测试；并通过N2吸/脱附、XRD、H2-TPR和XPS等表征手段，探究了NiO含量对NiMo/Al2O3催化剂性能的影响。结果表明，在270～370℃区间内，催化剂的C4H4S转化率从大到小依次为Ni5Mo15/Al2O3、Ni10Mo15/Al2O3、Ni15Mo15/Al2O3和Ni20Mo15/Al2O3；尤其是Ni5Mo15/Al2O3催化剂，290℃时C4H4S转化率达到70%,330℃时达到90%，明显高于其他3种催化剂。这归因于该催化剂在预硫化过程中，生成了更多活性物种MoS2，硫化程度较高；但随着NiO含量增加，可能发生NiO包覆MoO3的现象，导致催化剂硫化程度下降，催化性能减弱。

关键词： NiO含量焦炉煤气噻吩加氢脱硫 NiMo/Al O

泥碳基氮掺杂多孔炭用于光热辅助可见光光解水制氢

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同方期刊数据库

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新型炭材料 2022年第3期37卷 585-594页

作者：白金鹏肖南宋雪旦肖剑邱介山大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁省能源材料与化学工程重点实验室大连理工大学能源联合研究中心辽宁大连116024 北京化工大学化工学院北京100029

光催化析氢反应被认为是最有前途的制氢方法之一。炭材料是大规模、低成本光解水制氢的潜在催化材料,然而目前其光催化活性仍旧较低,还不足以满足实际应用要求。本文以廉价易得的泥炭为原料,通过与尿素共炭化制备了一种氮掺杂多孔炭,作... 详细信息

光催化析氢反应被认为是最有前途的制氢方法之一。炭材料是大规模、低成本光解水制氢的潜在催化材料,然而目前其光催化活性仍旧较低,还不足以满足实际应用要求。本文以廉价易得的泥炭为原料,通过与尿素共炭化制备了一种氮掺杂多孔炭,作为光热辅助可见光催化剂,利用炭材料优异的光热效应提高体系温度,进而提高光催化活性。在可见光照射下,这种泥碳基炭材料可使体系温度在15 min内从室温提高至55℃,光催化活性提高25%左右。系统考察了结晶度与氮掺杂含量对炭材料光催化性能的影响,发现在光热效应的促进下,N含量为4.88 at%且有适宜结晶度的炭材料表现出优异的光催化性能,析氢速率达到75.6μmol H_(2) g^(−1) h^(−1)。

关键词：可见光光热辅助碳基光催化剂

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碳基光热材料用于同时产生蒸汽和发电

新型炭材料（中英文） 2023年第6期38卷 997-1017页

作者：邱子涵赵冠宇孙洋王旭珍赵宗彬邱介山大连理工大学化学学院辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学化工学院辽宁省能源材料化工重点实验室辽宁大连116024 北京化工大学化学工程学院化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

太阳能驱动的界面水蒸发(SIVG)技术是一种新兴的淡水生产技术,具有低能耗、环保、高效等优点。碳基光热材料(CPTMs)因其优异的光热转换性能,可以在SIVG过程中引入温度和盐度梯度,为SIVG系统中蒸汽和电力的产生提供巨大的潜力。本文综述... 详细信息

太阳能驱动的界面水蒸发(SIVG)技术是一种新兴的淡水生产技术,具有低能耗、环保、高效等优点。碳基光热材料(CPTMs)因其优异的光热转换性能,可以在SIVG过程中引入温度和盐度梯度,为SIVG系统中蒸汽和电力的产生提供巨大的潜力。本文综述了用于清洁水和发电的各类CPTMs的研究进展。在阐述SIVG的基本原理和关键评价指标的基础上,重点评述了包括氧化石墨烯、碳纳米管、碳点和炭化生物质材料在内的各种CPTMs的光热和SIVG性能,并对水电联产的研究现状进行了分析,提出了应对挑战的策略,旨在为用于同时产生蒸汽和发电的多功能碳基光热材料的发展提供一些指导。

关键词：光热材料碳基材料太阳能驱动的界面水蒸发水电联产

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铁填充碳纳米管的原位合成

新型炭材料 2009年第2期24卷 167-172页

作者：祝巍赵宗彬邱介山大连理工大学化工学院炭素材料研究室大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116012 大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116023

以无水三氯化铁为催化剂前驱体,乙烯为碳源,采用浮游催化法成功大量合成铁填充型碳纳米管。系统地考察了催化剂输入浓度及载气种类对产物的影响。利用环境扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱和振动磁强计等多种技术... 详细信息

以无水三氯化铁为催化剂前驱体,乙烯为碳源,采用浮游催化法成功大量合成铁填充型碳纳米管。系统地考察了催化剂输入浓度及载气种类对产物的影响。利用环境扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱和振动磁强计等多种技术手段对产物进行了表征。结果表明:三氯化铁可以替代传统上惯用的有机金属化合物二茂铁作为催化剂前驱体,具有廉价、可控性好等优点,得到的碳纳米管内腔填充有连续的Fe纳米线;这些Fe填充纳米管具有超顺磁性。

关键词：碳纳米管原位填充化学气相沉积无水氯化铁