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氮、硫共掺杂多孔类石墨烯碳催化剂的制备及其氧还原性能 被引量:1
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作者 刘希龙 蒋晓薇 +7 位作者 韩雷云 林强 王向辉 华英杰 李毅 王崇太 游诚航 杨建新 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期84-90,共7页
开发廉价、高性能的碳基非贵金属氧还原(ORR)催化剂是很多先进能源系统(如:质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等)商业化应用的关键。采用聚丙烯腈前驱体,以升华硫为硫源,以氧化锌为模板,通过聚合、热处理等过程得到了氮、硫共掺杂... 开发廉价、高性能的碳基非贵金属氧还原(ORR)催化剂是很多先进能源系统(如:质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等)商业化应用的关键。采用聚丙烯腈前驱体,以升华硫为硫源,以氧化锌为模板,通过聚合、热处理等过程得到了氮、硫共掺杂的多孔类石墨烯ORR催化剂。该催化剂在碱性介质中表现出优异的ORR性能,其中部电位比商业Pt/C催化剂高出32 m V。除了优异的ORR催化性能,该催化剂还具有优异的稳定性、甲醇耐受性及接近100%的四电子催化过程选择性。通过研究催化剂的理化性质与ORR性能之间的关联,发现,引入硫后,催化剂的组成、结构、形貌都发生了明显的变化,而这些变化是催化剂具有优异ORR性能的重要原因。 展开更多
关键词 氮硫共掺杂 聚丙 多孔类石墨烯 氧还原
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纳米CaCO_3模板法合成石油沥青基多孔类石墨烯炭材料(英文) 被引量:11
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作者 刘明杰 魏风 +3 位作者 杨雪梅 董仕安 李英杰 何孝军 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期316-323,共8页
利用纳米CaCO_3模板耦合原位KOH活化方法合成出超级电容器用多孔类石墨烯炭材料(PGCMs)。采用透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和N_2吸脱附技术对PGCMs进行了表征。结果表明,PGCMs的比表面积为1 542~2 305 m^2 g^(-1),其取... 利用纳米CaCO_3模板耦合原位KOH活化方法合成出超级电容器用多孔类石墨烯炭材料(PGCMs)。采用透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和N_2吸脱附技术对PGCMs进行了表征。结果表明,PGCMs的比表面积为1 542~2 305 m^2 g^(-1),其取决于模板、KOH/沥青的比例和活化温度。当模板/沥青比为1.5、KOH/沥青比为1.5,在850℃恒温1 h所得PGCM的超电容性能最佳。同时,PGCMs具有相互连接的类石墨烯炭层和丰富的分级短孔。在6 M KOH电解液中,0.05A g^(-1)电流密度下,超级电容器用PGCMs电极的比容高达293 F g^(-1);在20 A g^(-1)电流密度下,其电容保持为231 F g^(-1),显示了良好的倍率性能;经7 000次循环充放电后,其电容保持率为97.4%,展现了优异的循环稳定性。此外,在BMIMPF_6离子液体电解液中,0.05 A g^(-1)电流密度下,PGCMs电极的比容高达267 F g^(-1)。PGCMs超级电容器的能量密度达148.3 Wh kg^(-1),其相应的平均功率密度为204.2 W kg^(-1)。本工作为利用廉价的纳米CaCO_3模板合成高性能超级电容器用石油沥青基多孔类石墨烯炭材料提供了一种可行的方法。 展开更多
关键词 石油沥青 纳米CaCO3模板 多孔类石墨烯炭材料 超级电容器
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纳米Fe(OH)_3为模板的三维石墨烯类多孔碳的制备及其催化氧还原性能研究 被引量:2
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作者 孙崇云 李忠芳 +2 位作者 卢雪伟 钟西站 刘玉荣 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期157-163,共7页
以煤焦油沥青为碳源、纳米Fe(OH)_3为模板制备了一种三维石墨烯类多孔碳材料.通过测试氧还原性能,确定了最佳制备工艺:反应物煤沥青、纳米Fe(OH)_3、KOH的质量配比为6:8:4,热解温度为800oC.扫描电镜测试结果表明,制得的产品具有明显的... 以煤焦油沥青为碳源、纳米Fe(OH)_3为模板制备了一种三维石墨烯类多孔碳材料.通过测试氧还原性能,确定了最佳制备工艺:反应物煤沥青、纳米Fe(OH)_3、KOH的质量配比为6:8:4,热解温度为800oC.扫描电镜测试结果表明,制得的产品具有明显的孔结构且分布均匀.透射电镜测试结果进一步表明,产品具有泡沫状的多孔结构,高分辨透射电子显微镜照片表明,该产品具有多层的三维石墨烯结构.X射线衍射数据表明,在29o位置出现的衍射峰是多层石墨烯结构,42o位置的衍射峰说明产品具有一定程度的石墨化.由拉曼光谱结果计算I_G与I_(2D)的比值表明产品为多层石墨烯结构.X射线光电子能谱分析检测到的C元素含量约为88.7%,主要包含C—C键,图谱中未发现铁元素的存在,证明纳米Fe(OH)3模板已被洗净.根据比表面积测定可知,多孔碳的比表面积为2040m^2·g^(-1),孔径集中分布在10~400 nm,这与TEM测试得到的结果一致.在0.1 mol·L^(-1)KOH中进行催化氧还原性能测试,起始还原电位为0 V(vs.Hg/Hg O),电子转移数为3.58.测试结果表明,制得的三维石墨烯类多孔碳具有良好的催化氧还原性能. 展开更多
关键词 三维石墨多孔 煤沥青 模板 催化氧还原性能
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