三维氮磷共掺杂石墨烯的制备及电催化氧还原性能研究 被引量：1

1

作者 靳伟诺 秦勇 刘扬 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期118-123,128,共7页

氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池的阴极反应,其缓慢的动力学是目前掣肘燃料电池和金属空气电池发展的主要因素。为了使反应顺利进行,常常需要使用金属(包括贵金属和过渡金属)基催化剂,但这些催化剂存在价格高、稳定性差等缺... 氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池的阴极反应,其缓慢的动力学是目前掣肘燃料电池和金属空气电池发展的主要因素。为了使反应顺利进行,常常需要使用金属(包括贵金属和过渡金属)基催化剂,但这些催化剂存在价格高、稳定性差等缺陷。非金属原子掺杂的碳基催化剂近年来被认为是一种具有前景的ORR电催化剂。在此,使用单一前驱体磷酸三聚氰胺和氧化石墨烯经水热然后退火制备了三维氮磷共掺杂石墨烯材料(3DNPG)。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对3DNPG的结构与组成进行了表征。结果表明:3DNPG具有独特的三维网状结构、较大的比表面积(514.38m 2/g),特别是还具有非常高的N(15.53%)和P(6.61%)掺杂量。用作碱性溶液里ORR的催化剂时,其起始电位为0.994V,半波电位为0.817V,极限电流为5.34mA/cm^(2),在48h后电流密度保持率仍维持在99%,因此是一种兼具优异活性和循环稳定性的ORR催化剂,在燃料电池、金属-空气电池等领域具有非常重要的应用价值。 展开更多

关键词 三维石墨烯 氮磷共掺杂石墨烯 氧还原反应 电催化剂

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氮磷共掺杂碳点的合成及其对Co^(2+)的检测 被引量：6

2

作者 石佳 奥美珍 +1 位作者 马媛媛 李迎利 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1843-1849,共7页

以葡萄糖为碳源,通过乙二胺与浓磷酸中和放热碳化法合成氮磷共掺杂的荧光碳点,采用元素分析、TEM、FTIR、XPS、UV-vis和PL等分析测试技术对氮磷共掺杂碳点的形貌、结构、组成和光学性质进行了表征。实验结果表明,通过氮磷共掺杂得到的... 以葡萄糖为碳源,通过乙二胺与浓磷酸中和放热碳化法合成氮磷共掺杂的荧光碳点,采用元素分析、TEM、FTIR、XPS、UV-vis和PL等分析测试技术对氮磷共掺杂碳点的形貌、结构、组成和光学性质进行了表征。实验结果表明,通过氮磷共掺杂得到的碳点不仅能增强其水溶性和光学稳定性,而且能有效提高碳点的量子产率。研究发现,Co2+能强烈猝灭氮磷共掺杂碳点的荧光,且Co2+浓度在0. 005～0. 250mmol·L-1范围内时与氮磷共掺杂碳点荧光的猝灭程度呈良好的线性关系,检出限为0. 6μmol·L-1。因此,建立了一种检测Co2+的荧光传感方法,该方法具有简单、快速、选择性高等优点。 展开更多

关键词 碳点 氮磷共掺杂 钴离子

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基于氮磷共掺杂碳点的荧光探针检测汞离子 被引量：4

3

作者 王宁 王新旭 +2 位作者 杨海芬 宋文静 孙体健 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期440-448,共9页

以柠檬酸为碳源、磷酸氢二铵为氮源和磷源,采用微波加热法成功合成了氮磷共掺杂碳点(NPCDs),利用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、傅利叶红外吸收光谱(FT-IR)、紫外吸收光谱和荧光光谱等手段对氮... 以柠檬酸为碳源、磷酸氢二铵为氮源和磷源,采用微波加热法成功合成了氮磷共掺杂碳点(NPCDs),利用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、傅利叶红外吸收光谱(FT-IR)、紫外吸收光谱和荧光光谱等手段对氮磷共掺杂碳点的结构进行了表征,量子产率为33%。随着汞离子(Hg^(2+))浓度的增加,NPCDs的荧光被逐渐猝灭,基于此构建了检测汞离子的NPCDs荧光探针。探讨了氮磷共掺杂碳点的浓度、溶液pH值和反应时间对NPCDs–Hg^(2+)系荧光强度的影响。在优化的实验条件下,汞离子浓度在0.1μM～30.0μM范围内与NPCDs的相对荧光强度呈良好的线性关系,检出限为9.9 nM。同时初步探讨了Hg^(2+)使NPCDs荧光猝灭的机理。将构建的NPCDs荧光探针应用于环境水样中汞离子的检测,结果满意。 展开更多

关键词 氮磷共掺杂碳点 荧光探针 汞离子

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氮磷共掺杂碳量子点“关-开”型荧光探针检测氨苄青霉素的研究 被引量：2

4

作者 李满秀 宋志英 +2 位作者 任光明 赵三虎 李海平 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期199-204,共6页

本文以柠檬酸三钠、11-氨基十一烷酸、NaH 2PO 4和聚乙二醇为原料,用微波法合成了氮磷共掺杂荧光碳量子点(NPCQDs),并通过紫外、荧光、红外光谱进行表征。在黄芩苷作用下,可使NPCQDs荧光猝灭,而体系加入氨苄青霉素时可使体系荧光得以恢... 本文以柠檬酸三钠、11-氨基十一烷酸、NaH 2PO 4和聚乙二醇为原料,用微波法合成了氮磷共掺杂荧光碳量子点(NPCQDs),并通过紫外、荧光、红外光谱进行表征。在黄芩苷作用下,可使NPCQDs荧光猝灭,而体系加入氨苄青霉素时可使体系荧光得以恢复。基于此荧光碳量子点“关-开”原理,建立了测定氨苄青霉素的新方法。并考察缓冲溶液pH、温度、时间等条件的影响。研究表明,在pH=8.6的Tris-HCl缓冲溶液中,黄芩苷浓度为1.0×10^(-4)mol·L^(-1)条件下,氨苄青霉素浓度在1~70μmol·L^(-1)范围内与荧光碳量子点的恢复程度呈现良好的线性关系,相关系数R 2=0.9926,检出限为7.9×10^(-7)mol·L^(-1)。该方法应用于测定样品中氨苄青霉素的含量,结果较好。 展开更多

关键词 氮磷共掺杂碳量子点 黄芩苷 氨苄青霉素

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氮磷共掺杂生物质多孔碳的绿色合成及其在锂硫电池中的应用 被引量：4

5

作者 舒小情 管金貂 +5 位作者 孙静纯 童功松 陈丽鹦 周南 王一帆 钟美娥 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期231-237,共7页

针对多孔碳材料的合成依赖于强腐蚀性造孔剂和额外杂原子化合物,存在碳产率低、制备成本高的问题,该研究提出通过交联作用和原位掺杂策略绿色制备一种高产量、官能团丰富、氮磷共掺杂的生物质多孔碳,再通过物理复合制得碳硫复合材料用... 针对多孔碳材料的合成依赖于强腐蚀性造孔剂和额外杂原子化合物,存在碳产率低、制备成本高的问题,该研究提出通过交联作用和原位掺杂策略绿色制备一种高产量、官能团丰富、氮磷共掺杂的生物质多孔碳,再通过物理复合制得碳硫复合材料用作锂硫电池正极。研究结果表明,植酸与烟梗表面官能团的强交联作用有利于形成多孔碳。同时,植酸富含碳和磷元素,可对多孔碳材料进行碳包覆和磷掺杂双重改性,进而提高碳产率,改善材料的导电性,增强材料对活性物质硫的吸附固定效果,加快充放电过程中电子的迁移转化。当植酸用量为20m L时,所制复合材料在0.1C倍率下的放电容量高达1211 m Ah/g;在1C倍率下循环300圈仍保持为885 m Ah/g,每圈容量衰减率仅为0.029%,表现出优异的循环稳定性。 展开更多

关键词 碳 酸 交联造孔 氮磷共掺杂 锂硫电池

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氮磷共掺杂碳量子点高灵敏响应2,4-二硝基酚的研究 被引量：8

6

作者 李影影 时惠敏 冯素玲 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2399-2404,共6页

运用六偏磷酸钠为钝化剂、胰酪蛋白胨为碳源,通过水热法合成了一种氮磷共掺杂碳量子点。该碳量子点的量子产率为25.4%,在高离子强度和紫外光环境中有良好的稳定性,并且碳量子点的发光强度与pH(2~12)具有线性相关性。合成的碳量子点能够... 运用六偏磷酸钠为钝化剂、胰酪蛋白胨为碳源,通过水热法合成了一种氮磷共掺杂碳量子点。该碳量子点的量子产率为25.4%,在高离子强度和紫外光环境中有良好的稳定性,并且碳量子点的发光强度与pH(2~12)具有线性相关性。合成的碳量子点能够作为荧光探针高灵敏响应2,4-二硝基酚(2,4-DNP)。发光强度与2,4-DNP的浓度(0.01~2.5μg·mL^(-1))呈现线性相关,检出限低至3.6μg·L^(-1)。作为荧光探针应用于河水、湖水和自来水中2,4-DNP的测定,回收率为93.8%~103%,相对标准偏差RSD<0.7%。 展开更多

关键词 氮磷共掺杂碳量子点 2 4-二硝基酚 荧光探针

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磷化镍/氮磷共掺杂碳负极材料的制备及其电化学性能研究 被引量：1

7

作者 胡健 蒙延双 胡倩茹 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期540-548,共9页

以离子液体为碳源和氮源、次亚磷酸钠为磷源、乙酸镍为镍源,一步法制备了磷化镍/氮磷共掺杂碳(Ni_(2)P/NPC)复合材料。SEM、TEM等检测结果表明Ni_(2)P纳米颗粒在N、P共掺杂碳骨架上均匀分布。将所制备Ni_(2)P/NPC作为锂离子电池负极材料... 以离子液体为碳源和氮源、次亚磷酸钠为磷源、乙酸镍为镍源,一步法制备了磷化镍/氮磷共掺杂碳(Ni_(2)P/NPC)复合材料。SEM、TEM等检测结果表明Ni_(2)P纳米颗粒在N、P共掺杂碳骨架上均匀分布。将所制备Ni_(2)P/NPC作为锂离子电池负极材料时,Ni_(2)P/NPC电极在0.1、0.5、1、3和5 A·g^(-1)电流密度下的放电比容量分别为377.7、294.1、265.4、211.7和187.5 mAh·g^(-1)。当电流密度重新回到0.1 A·g^(-1),放电比容量为368.1 mAh·g^(-1)。电极结构在大倍率下可以保持稳定,表现出优异的倍率性能。在0.5 A·g^(-1)的电流密度下经200次循环后放电比容量维持在301.8 mAh·g^(-1),容量保持率为80.7%,CV曲线证实Ni_(2)P/NPC在储锂过程中是由扩散过程和电容行为共同控制。 展开更多

关键词 磷化镍 氮磷共掺杂碳 储锂

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氮磷共掺杂碳荧光微球荧光法快速检测5-硝基靛红

8

作者 李莉 张明 +4 位作者 黄琬琪 梁美心 徐蕴嘉 徐晶晶 沈桐 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2023年第10期2339-2348,共10页

以磷酸铵和抗坏血酸钠为前驱体,通过一步水热法合成了水溶性良好的氮、磷共掺杂碳荧光微球(N/PCFMs)。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜图(SEM)、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱等技术对制备的N/P-CFMs进行形貌... 以磷酸铵和抗坏血酸钠为前驱体,通过一步水热法合成了水溶性良好的氮、磷共掺杂碳荧光微球(N/PCFMs)。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜图(SEM)、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱等技术对制备的N/P-CFMs进行形貌及光学性质表征。结果表明,N/P-CFMs呈近似球形,尺寸分布在1.09~2.30μm之间;N/P-CFMs表面含有羟基、氨基、羧基及磷酸等官能团,因此其具有较好的水溶性。该N/P-CFMs荧光量子产率为18.9%。基于5-硝基靛红对N/P-CFMs的快速、高选择性猝灭,建立了定量测定水中5-硝基靛红含量的新方法。在最优实验条件下,在0.01~500μmol·L^(-1)范围内,5-硝基靛红的浓度与N/P-CFMs的荧光强度比值(F_(0)/F,F_(0)为N/P-CFMs探针的初始荧光强度,F为加入5-硝基靛红后的荧光强度)呈现良好的线性关系,线性方程是F_(0)/F=0.01246C+0.9958,相关系数(R^(2))是0.9928。检出限为3.5 nmol·L^(-1)。并验证了5-硝基靛红对N/P-CFMs的荧光猝灭机理为内滤效应和静态猝灭效应。将建立的方法用于检测海水中的5-硝基靛红含量,加标回收率为98.6%~102.6%(RSD≤2.0%),所得结果与高效液相色谱法测定结果基本一致,表明本方法具有良好的实用性。 展开更多

关键词 氮磷共掺杂 碳荧光微球 荧光法 5-硝基靛红 快速检测 内滤效应 静态猝灭

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氮/磷共掺杂废旧棉织物基活性炭的制备及其超级电容器性能 被引量：5

9

作者 黄玲 王帅 +3 位作者 张宇 黄祥红 彭俊军 杨锋 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1128-1137,共10页

将废弃资源转化为能源储存材料是一种变废为宝,解决当前能源短缺、改善环境问题的新方向。本文采用熔盐一步炭化活化法,结合聚磷酸铵(APP)共掺杂技术,将废旧棉织物制备出氮/磷共掺杂的棉基活性炭材料。通过扫描电镜(SEM)、氮气吸附脱附... 将废弃资源转化为能源储存材料是一种变废为宝,解决当前能源短缺、改善环境问题的新方向。本文采用熔盐一步炭化活化法,结合聚磷酸铵(APP)共掺杂技术,将废旧棉织物制备出氮/磷共掺杂的棉基活性炭材料。通过扫描电镜(SEM)、氮气吸附脱附仪(BET)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)对材料的形貌、结构和成分进行表征分析,同时使用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)对材料的电化学性能进行测试。结果表明,将废旧棉织物与APP混合后,在ZnCl_(2)/KCl熔盐介质中经炭化活化处理得到氮/磷共掺杂活性炭,BET比表面积为751 m^(2)·g^(−1),在三电极体系中比电容高达423 F·g^(−1)(电流密度为0.25 A·g^(−1)时),在5 A·g^(−1)的大电流密度下经5000圈循环后其容量保持率高达88.9%。同时,将其组装成对称型超级电容器时,在200 W·kg^(−1)的功率密度下其能量密度为28.67 Wh·kg^(−1)。这种将废弃棉织物资源转化为储能材料的方法成功实现了废弃纺织物的高附加值再利用。 展开更多

关键词 废旧棉织物 活性炭 氮磷共掺杂 超级电容器

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酒糟基氮-磷共掺杂多孔碳材料的制备与表征 被引量：1

10

作者 杨春亮 汪文婷 +2 位作者 赵天翔 刘飞 林倩 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2530-2534,2538,共6页

以酱香酒酒糟为碳源,磷酸氢二铵为氮-磷源和活化剂,采用直接物混-高温工艺一步碳化活化制备酒糟基多孔碳材料。通过BET、XRD、XPS、SEM、TEM等进行表征分析,考察了碳材料对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附性能。结果表明,当磷酸氢二铵和酒糟质量比... 以酱香酒酒糟为碳源,磷酸氢二铵为氮-磷源和活化剂,采用直接物混-高温工艺一步碳化活化制备酒糟基多孔碳材料。通过BET、XRD、XPS、SEM、TEM等进行表征分析,考察了碳材料对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附性能。结果表明,当磷酸氢二铵和酒糟质量比为1、活化温度为800℃时,BC800-1的比表面积、总孔容和微孔容分别达到609.08 m^(2)/g,0.363 cm^(3)/g和0.188 cm^(3)/g,以微孔和小介孔为主,具有部分石墨化结构,表面N、P元素含量分别为3.28%和2.3%。BC800-1对Cr(Ⅵ)的吸附性能较好,在原始条件下最高吸附量为9.2 mg/g。 展开更多

关键词 酱香酒酒糟 磷酸氢二铵 氮-磷共掺杂多孔碳 吸附性能 Cr(Ⅵ)

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磷共掺杂改性多孔铁氮碳用于电催化氧还原反应的研究 被引量：2

11

作者 王源 阮伟 周尧 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期142-148,共7页

通过惰性气氛下高温热解沸石咪唑酯框架(ZIF-8)纳米颗粒得到氮掺杂多孔碳(NPC),再将其与植酸和铁源进行浸渍后,在氩氨混合气中进行二次煅烧,获得磷共掺杂改性的多孔铁氮碳氧还原电催化剂(Fe/PN/C)。考察了分步煅烧温度、煅烧气氛、植酸... 通过惰性气氛下高温热解沸石咪唑酯框架(ZIF-8)纳米颗粒得到氮掺杂多孔碳(NPC),再将其与植酸和铁源进行浸渍后,在氩氨混合气中进行二次煅烧,获得磷共掺杂改性的多孔铁氮碳氧还原电催化剂(Fe/PN/C)。考察了分步煅烧温度、煅烧气氛、植酸添加量等制备条件对其组成、结构及氧还原电催化性能的影响,并利用XRD、XPS、TEM、BET等对催化剂组成和结构进行表征。结果表明,性能最优的多孔氮磷共掺杂Fe/PN/C催化剂具有高达1014.3 m^(2)/g的比表面积,吡啶氮和石墨氮物种占比高。电化学性能测试结果表明,最优的Fe/PN/C电催化剂的半波电位为0.902 V,较商用贵金属铂催化剂高约22 mV,而未掺杂磷元素的对照样品Fe/N/C-900-900的半波电位为0.885 V,表明磷元素共掺杂可提高铁氮碳材料在碱性条件下对氧还原的电催化性能。 展开更多

关键词 铁、磷、氮共掺杂多孔碳 金属有机骨架化合物 氧还原反应 电催化

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界面工程构建CoP/磷氮多孔炭实现镉铅同步高灵敏检测研究

12

作者 李慧宇 杨超 +3 位作者 朱保顺 张晋 程志晗 欧阳全胜 《无机盐工业》 2025年第10期119-128,共10页

为满足水体重金属离子快速检测需求,采用水热-碳化-磷化多步耦合策略构筑了磷化钴修饰磷氮共掺杂多孔炭管(CoP@P-N-C-550),并开发出新型电化学传感平台用于Cd^(2+)和Pb^(2+)高灵敏度检测。通过杂原子掺杂与金属磷化协同调控材料电子结构... 为满足水体重金属离子快速检测需求,采用水热-碳化-磷化多步耦合策略构筑了磷化钴修饰磷氮共掺杂多孔炭管(CoP@P-N-C-550),并开发出新型电化学传感平台用于Cd^(2+)和Pb^(2+)高灵敏度检测。通过杂原子掺杂与金属磷化协同调控材料电子结构,结合炭管多孔形貌的传质优势,显著提升电极界面电子转移效率。实验表明:单离子检测时,Cd^(2+)为0.05~6.00μmol/L时,灵敏度达15.2264μA/(μmol/L)、检测限(LOD)为5.36 nmol/L,Pb^(2+)为0.50~6.00μmol/L时,灵敏度达26.7736μA/(μmol/L)、LOD为3.13 nmol/L;双离子同步检测时,Pb^(2+)灵敏度提升至37.0088μA/(μmol/L),LOD降至2.20 nmol/L,有效规避离子间干扰。该传感器重复性优异(10次制备对Cd^(2+)和Pb^(2+)检测的RSD<2.4%),在实际水样(矿泉水、自来水)中对Cd^(2+)(91.00%~104.00%)与Pb^(2+)(87.00%~104.33%)实现了高精度回收,突破传统电极抗基质干扰瓶颈。此研究为多金属离子同步检测提供了界面工程优化新策略,在环境监测领域具有重要应用价值。 展开更多

关键词 磷化钴(CoP) 磷氮共掺杂多孔炭管 Cd^(2+)检测 Pb^(2+)检测 电化学传感

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双离子液体基多孔炭的制备与电化学性能 被引量：2

13

作者 程时富 胡皓 +3 位作者 陈必华 吴海虹 高国华 何鸣元 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1048-1057,共10页

以质子型离子液体1-氢-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐(HVImHSO 4)为主炭源,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMImPF 6)为助剂,在氮气气氛、1000℃下一步炭化得到氮、磷、硫共掺杂多孔炭.通过N 2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(T... 以质子型离子液体1-氢-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐(HVImHSO 4)为主炭源,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMImPF 6)为助剂,在氮气气氛、1000℃下一步炭化得到氮、磷、硫共掺杂多孔炭.通过N 2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对多孔炭进行了分析表征.结果表明,多孔炭的孔结构以微孔为主,最高比表面积可达1111 m 2/g,其微晶结构中无定形碳和石墨化碳并存;多孔炭中的氮主要以季氮(N-Q)、吡咯氮(N-5)和吡啶氮(N-6)的形式存在,磷以磷-氧(N—O—P)键合形式为主,硫主要以噻吩硫(C—S—C)为主.在6 mol/L KOH溶液、三电极体系中,多孔炭在0.5 A/g电流密度下的比电容为138 F/g;在10 A/g电流密度下的比电容为100 F/g;在2 A/g电流密度下循环充放电10000次,其比电容保持率为95.8%,显示出良好的电化学性能. 展开更多

关键词 离子液体 一步炭化 氮、磷、硫共掺杂 比电容 保持率

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