氮掺杂碳纳米纤维负载Co-N-C纳米片用于电催化氧还原反应

1

作者 董梦娇 徐洋洋 +3 位作者 李净珊 叶仪鹏 李秉芯 陈昊天 《材料导报》 北大核心 2025年第11期186-192,共7页

构建低成本、高性能的非贵金属催化剂对促进燃料电池的发展具有重要意义。本研究通过静电纺丝技术和溶剂热反应法,在纳米纤维上负载Co(OH)_(2)纳米片,并以之为硬模板转化为ZIF-67纳米片,接着采用高温热处理法,获得氮掺杂碳纳米纤维(NCNF... 构建低成本、高性能的非贵金属催化剂对促进燃料电池的发展具有重要意义。本研究通过静电纺丝技术和溶剂热反应法,在纳米纤维上负载Co(OH)_(2)纳米片,并以之为硬模板转化为ZIF-67纳米片,接着采用高温热处理法,获得氮掺杂碳纳米纤维(NCNF)负载Co-N-C纳米片(Co-NS)的非贵金属催化剂。基于高导电的NCNF、丰富的Co-N-C活性物种和纳米片阵列结构优势,NCNF/Co-NS催化剂具有极好的氧还原(ORR)动力学。测试结果表明,在0.1 mol/L KOH溶液中,NCNF/Co-NS催化剂的起始电位和半波电位分别为0.9 V vs.RHE和0.83 V vs.RHE,可与Pt/C(0.92 V vs.RHE,0.85 V vs.RHE)媲美,并表现出远高于Pt/C的电化学稳定性和耐甲醇性能,使其在能源领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 非贵金属催化剂 氧还原反应 氮掺杂碳纳米纤维 钴-氮-碳 静电纺丝技术

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光化学法制备过渡金属-氮共掺杂多孔炭基CO_(2)电还原催化剂 被引量：3

2

作者 胡旭 董灵玉 +1 位作者 李文翠 郝广平 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期8-13,共6页

过渡金属-氮共掺杂炭材料是一类高效的CO_(2)电还原催化剂。以热解聚合物制备的氮掺杂炭材料为载体,浸渍镍源,经红外灯光照2 h,利用光化学法制备了高分散的镍-氮-碳催化剂(Ni/NC)。采用扫描电镜(SEM)、物理吸附、粉末X射线衍射(XRD)、X... 过渡金属-氮共掺杂炭材料是一类高效的CO_(2)电还原催化剂。以热解聚合物制备的氮掺杂炭材料为载体,浸渍镍源,经红外灯光照2 h,利用光化学法制备了高分散的镍-氮-碳催化剂(Ni/NC)。采用扫描电镜(SEM)、物理吸附、粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的形貌、结构、物相和组成进行了分析,并评价了催化剂的CO_(2)电还原反应性能。电化学性能测试结果表明,在0.5 mol/L的KHCO_(3)电解液中,镍的负载量为2%(质量分数)时催化性能最好,CO分电流密度得到有效提升,塔菲尔斜率为492 mV/dec,起始过电位为286 mV;在-0.6 V(vs.RHE)下,CO的法拉第效率为78%,在-1.0~-0.5 V(vs.RHE)内,n(CO)/n(H_(2))=0.5~3.6。 展开更多

关键词 光化学法 镍-氮共掺杂炭 多孔炭 CO_(2)电还原 电催化剂 碳中和

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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

3

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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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

4

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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氮磷共掺杂碳荧光微球荧光法快速检测5-硝基靛红

5

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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Cu-N共掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原性能 被引量：1

6

作者 李思佳 朱杰 +2 位作者 郑继明 耿继业 李义兵 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第4期627-635,共9页

为了解决燃料电池阴极催化剂价格昂贵、稳定性差等问题,使用α-亚硝基-β-萘酚铜、三聚氰胺和导电碳黑通过简单的热处理制备Cu、N共掺杂的碳基催化剂(Cu-N-KB)。表征结果证实Cu、N均匀分布在碳载体中,其中铜以晶态铜粒子和非晶态的Cu-N... 为了解决燃料电池阴极催化剂价格昂贵、稳定性差等问题,使用α-亚硝基-β-萘酚铜、三聚氰胺和导电碳黑通过简单的热处理制备Cu、N共掺杂的碳基催化剂(Cu-N-KB)。表征结果证实Cu、N均匀分布在碳载体中,其中铜以晶态铜粒子和非晶态的Cu-Nx两种方式存在,该催化剂高的比表面积与介孔结构确保了其大量的活性位点和快速的传质效率。该催化剂在碱性介质中表现出比商业Pt/C催化剂优异的氧还原催化性、抗甲醇性和稳定性。 展开更多

关键词 氧气还原反应 过渡金属-氮共掺杂碳 铜粒子

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氮和碳共掺杂TiO_2纳米晶的制备及可见光催化性能 被引量：8

7

作者 哈日巴拉 郭金毓 +3 位作者 阿茹娜 原光瑜 张战营 刘宗瑞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2716-2721,共6页

以钛酸四丁酯为钛源,冰醋酸为抑制剂,超细铵盐为固体载体,采用新型溶胶-凝胶法制备了氮和碳共掺杂TiO2纳米晶(N-C-TiO2)光催化剂.透射电子显微镜(TEM)结果表明,N-C-TiO2样品颗粒均匀,尺寸细小,且分散性好;热失重分析(TGA)、X射线粉末衍... 以钛酸四丁酯为钛源,冰醋酸为抑制剂,超细铵盐为固体载体,采用新型溶胶-凝胶法制备了氮和碳共掺杂TiO2纳米晶(N-C-TiO2)光催化剂.透射电子显微镜(TEM)结果表明,N-C-TiO2样品颗粒均匀,尺寸细小,且分散性好;热失重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究结果表明,复合干凝胶经低温热处理,使铵盐载体分解、挥发去除,样品为单一的锐钛矿相,N和C原子扩散进入晶格结点或间隙位置,与TiO2化学键结合;氮气等温吸附-脱附结果表明,样品比表面积高达356 m2/g,孔体积为0.27 mL/g.以氙灯为可见光光源,罗丹明B水溶液为模拟污染物,P25为参比催化剂,在辐射强度为100mW/cm2的可见光照射条件下,N-C-TiO2具有很高的光催化活性,其可见光催化活性明显高于P25. 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 氮和碳共掺杂 TIO2纳米晶 光催化剂

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高分散钴氮共掺杂碳纳米纤维氧还原催化剂 被引量：3

8

作者 周扬 程庆庆 +3 位作者 黄庆红 邹志青 严六明 杨辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1429-1435,共7页

过渡金属氮掺杂碳基催化剂已成为替代铂基氧还原反应(ORR)电催化剂的理想选择。本文通过静电纺丝技术制备了高比表面、高度分散的钴原子配位氮掺杂的碳纳米纤维催化剂(Co-N/C)。X射线衍射(XRD)和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果证实Co元素... 过渡金属氮掺杂碳基催化剂已成为替代铂基氧还原反应(ORR)电催化剂的理想选择。本文通过静电纺丝技术制备了高比表面、高度分散的钴原子配位氮掺杂的碳纳米纤维催化剂(Co-N/C)。X射线衍射(XRD)和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果证实Co元素高度分散于制备的Co-N/C催化剂中。X射线光电子能谱结果表明N元素主要以吡啶N和石墨N形式存在。该Co-N/C催化剂对ORR反应呈现出较高的电催化活性,其氧还原起始和半波电位分别为0.92 V和0.80 V(相对于标准氢电极),接近于商业化Pt/C催化剂的性能。以制备的Co-N/C催化剂作为阴极,25℃下锌空气燃料电池的开路电位1.54 V、最大功率密度达到了190 m V·cm^(-2)表明该催化剂具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 氧还原反应 过渡金属-氮掺杂催化剂 碳纳米纤维 高分散 静电纺丝

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铁/氮共掺杂碳催化剂的制备及其电催化氧还原性能研究 被引量：1

9

作者 陈康 柳璐 +3 位作者 张蓉 姜孟秀 王文洋 崔子祥 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期181-186,191,共7页

以硫酸铁铵和硫酸铵为金属源和氮源、以活性炭为碳载体,采用高温热处理法合成了铁/氮共掺杂碳(Fe-N/C)催化剂。采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪表征催化剂的结构和组成,探究催化剂催化氧还原反应的活性位点。结果表明,Fe-吡啶氮-C... 以硫酸铁铵和硫酸铵为金属源和氮源、以活性炭为碳载体,采用高温热处理法合成了铁/氮共掺杂碳(Fe-N/C)催化剂。采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪表征催化剂的结构和组成,探究催化剂催化氧还原反应的活性位点。结果表明,Fe-吡啶氮-C结构是催化剂中最重要的催化活性位点。采用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)研究了催化剂中氮含量对氧还原反应电催化活性的影响。结果表明催化剂Fe-N24.75/C-800催化活性最佳且峰电位达到0.91V(vs.RHE),接近Pt/C催化剂的活性,同时具有更好的甲醇耐受性,其催化氧还原反应的电子转移数为3.94。催化剂Fe-N24.75/C-800氧还原反应以4e转移、生成水的途径为主。 展开更多

关键词 氧还原反应 铁/氮共掺杂碳催化剂 非贵金属 活性位

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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

10

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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氮碳共掺杂CoFe2O4氧还原催化剂制备及研究

11

作者 李颖 荣婉琪 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期29-33,共5页

传统的碱性聚合物电解质膜燃料电池催化剂为铂、铑等贵金属,但是其价格昂贵,限制了其广泛应用。为了解决这一问题,文中通过微波法合成超细CoFe2O4粉体,在高温下使其与聚苯胺进行原位复合,在不同焙烧温度下制备出不同CoFe2O4质量分数的... 传统的碱性聚合物电解质膜燃料电池催化剂为铂、铑等贵金属,但是其价格昂贵,限制了其广泛应用。为了解决这一问题,文中通过微波法合成超细CoFe2O4粉体,在高温下使其与聚苯胺进行原位复合,在不同焙烧温度下制备出不同CoFe2O4质量分数的氮碳共掺杂CoFe2O4氧还原催化剂。该催化剂化学活性高,可用作碱性聚合物电解质膜燃料电池的阴极非贵金属催化剂。LSV电化学测试表明,焙烧温度和CoFe2O4质量分数均影响氮碳共掺杂CoFe2O4催化剂的催化活性,且当焙烧温度为1000℃,CoFe2O4质量分数为5%时,该催化剂具有最优的催化活性,起始氧还原电位为0.88 V;Raman、XPS表明,该催化剂中含有较多的表面缺陷碳原子和石墨型的氮,这是其氧还原催化活性高的一个重要因素。 展开更多

关键词 非贵金属催化剂 氮碳共掺杂CoFe2O4 氧还原 表面缺陷碳 石墨型

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金属离子共掺杂TiO_2薄膜的光催化性能研究 被引量：2

12

作者 张颖 姚明明 +3 位作者 陶珍东 卢萍 孙国新 秦占波 《电镀与精饰》 CAS 2007年第6期8-11,共4页

采用溶胶-凝胶法在毛玻璃表面制备了均匀透明的过渡金属与稀土金属离子共掺杂纳米TiO2薄膜,并用甲基橙进行了该薄膜的光催化降解性能的实验研究。借助于X射线衍射、扫描电子显微镜及光电子能谱测定对共掺杂T iO2纳米薄膜进行了表征。结... 采用溶胶-凝胶法在毛玻璃表面制备了均匀透明的过渡金属与稀土金属离子共掺杂纳米TiO2薄膜,并用甲基橙进行了该薄膜的光催化降解性能的实验研究。借助于X射线衍射、扫描电子显微镜及光电子能谱测定对共掺杂T iO2纳米薄膜进行了表征。结果表明,薄膜主要为锐钛矿相,膜表面无开裂现象,TiO2颗粒分布均匀,能谱图中有共掺杂离子的明显特征峰。混合掺杂比单元素离子掺杂催化效果好。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶 TIO2薄膜 过渡金属离子 稀土金属离子 共掺杂 光催化活性

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纳米碳片负载Mott-Schottky型Co/Co_(9)S_(8)异质结的原位合成及电催化性能研究 被引量：1

13

作者 方瑜 李靖 +4 位作者 孔维超 周雪 徐林 孙冬梅 唐亚文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期44-50,共7页

以K_(3)[Co(CN)_(6)]为Co源,硫脲为S源,富含-OH和-NH_(2)的天然亲水性高分子壳聚糖为碳源,通过形成CS-K_(3)[Co(CN)_(6)]水凝胶将Co前驱体和S源均匀分布于C前驱体中。水凝胶形成的主要驱动力来自金属Co离子与壳聚糖中-NH_2的配位交联以... 以K_(3)[Co(CN)_(6)]为Co源,硫脲为S源,富含-OH和-NH_(2)的天然亲水性高分子壳聚糖为碳源,通过形成CS-K_(3)[Co(CN)_(6)]水凝胶将Co前驱体和S源均匀分布于C前驱体中。水凝胶形成的主要驱动力来自金属Co离子与壳聚糖中-NH_2的配位交联以及Co离子之间通过-CN的桥接作用。得益于均匀分散的前驱体和后续热解处理初期形成的Co的催化作用,通过简单地调控Co与S的原子比,原位构建出均匀镶嵌有Co/Co_(9)S_(8)异质结的N,S共掺杂富含微孔的碳纳米片(Co/Co_(9)S_(8)@N,S-CNSs)。采用SEM、TEM、BET、XRD、Raman、XPS和电化学工作站等方法对所制备催化剂的形貌、组成和结构以及电催化性能进行了表征。结果表明,形成的Mott-Schottky型Co/Co_(9)S_(8)异质界面有效地调控了活性中心的电子结构和电荷传输特性;二维掺杂多孔碳纳米片的负载使活性位点更加均匀分散,同时提供了高速的电子和传质通道,也避免了活性位点在催化过程中的迁移聚集。两者的协同作用使合成的Co/Co_(9)S_(8)@N,S-CNSs复合催化剂具有了更优的催化性能,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下,其催化碱性析氧反应/OER的过电位仅为304 mV,优于商业化的RuO_(2)催化剂。该研究为发展具有优异电催化性能的廉价过渡金属催化剂提供帮助。 展开更多

关键词 Co/Co_(9)S_(8) Mott-Schottky N S共掺杂碳纳米片 过渡金属电催化剂

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ZIF-67衍生Co-NC多孔碳材料的可控制备及其在锂?硫二次电池中的应用研究 被引量：5

14

作者 罗世强 郑春满 +6 位作者 孙巍巍 谢威 柯剑煌 刘双科 洪晓斌 李宇杰 许静 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期502-508,共7页

以ZIF-67为模板制备了一系列具有不同金属Co负载量的S/Co-NC复合材料,并将其应用于锂–硫电池正极中进行电化学性能研究。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对Co-NC材料的多面体形貌及多孔结构进行表征;采用X射线衍射(XRD)分析了Co-NC... 以ZIF-67为模板制备了一系列具有不同金属Co负载量的S/Co-NC复合材料,并将其应用于锂–硫电池正极中进行电化学性能研究。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对Co-NC材料的多面体形貌及多孔结构进行表征;采用X射线衍射(XRD)分析了Co-NC中金属Co的结晶状态;采用氮气吸脱附方法分析了Co-NC材料的比表面积及孔结构。研究表明,当刻蚀时间为48 h,即Co含量为15.93wt%时,复合硫正极呈现出最佳的循环性能以及倍率性能,在0.2C电流密度下从第50圈到200圈循环的容量保持率为94.84%, 5.0C高倍率下的放电比容量为718.8 mAh·g^(–1)。 展开更多

关键词 金属-有机框架材料 氮掺杂多孔碳 锂-硫电池 循环稳定性

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碳量子点的有效掺杂及其在TNP检测中的应用 被引量：5

15

作者 姜晓兰 庄贞静 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1401-1408,共8页

以葡萄糖为碳源,半胱氨酸盐酸盐为氮、硫共掺杂剂,分别采用热解法和水热法制备了两种氮、硫共掺杂的碳量子点(N,S-CDs),并比较了用这两种方法制备碳量子点的荧光性能及其对2,4,6-三硝基苯酚的荧光响应。结果表明,与水热法制备的碳量子点... 以葡萄糖为碳源,半胱氨酸盐酸盐为氮、硫共掺杂剂,分别采用热解法和水热法制备了两种氮、硫共掺杂的碳量子点(N,S-CDs),并比较了用这两种方法制备碳量子点的荧光性能及其对2,4,6-三硝基苯酚的荧光响应。结果表明,与水热法制备的碳量子点(H-CDs)相比,由热解法制备的碳量子点(T-CDs)具有更高的荧光量子产率和更长的荧光发射波长,对TNP的响应具有更高的选择性。因此,基于T-CDs构建TNP的荧光传感体系,该方法对TNP检测的线性范围为0.05~50μM,检出限为18.85 nM。此外,将该荧光探针用于水样中TNP的检测,加标回收率为97.82%~114.50%,表明该探针可用于实际水样品中TNP的检测。 展开更多

关键词 氮 硫共掺杂碳量子点 掺杂效率 荧光猝灭 2 4 6-三硝基苯酚

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超级电容器用NiS/NSCNF复合材料的制备及其性能研究

16

作者 叶仪鹏 徐洋洋 +4 位作者 李净珊 董梦娇 李秉芯 陈昊天 魏烨 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期102-108,共7页

利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过溶剂热反应在PAN纳米纤维上负载Ni(OH)2纳米片,结合低温煅烧和硫化处理,得到NiS纳米片包覆氮/硫共掺杂碳纳米纤维(NiS/NSCNF)复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、... 利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过溶剂热反应在PAN纳米纤维上负载Ni(OH)2纳米片,结合低温煅烧和硫化处理,得到NiS纳米片包覆氮/硫共掺杂碳纳米纤维(NiS/NSCNF)复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪对复合材料的形貌和结构进行表征,并通过循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗等对复合材料的电化学性能进行测试。结果表明:以6mol/L KOH为电解液,电流密度1A/g条件下NiS/NSCNF复合材料比电容为826F/g,电流密度为10A/g时比电容保持率为85.8%,连续充放电循环6000次后,比电容仍保持初始值的92.6%,展现了优异的循环稳定性。以NiS/NSCNF为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器(记作NiS/NSCNF//AC),在功率密度800W/kg条件下,能量密度高达118Wh/kg,经过6000次恒流充放电循环后,比电容保持率高达94.1%。 展开更多

关键词 静电纺丝 碳纳米纤维 过渡金属硫化物 氮/硫共掺杂 超级电容器

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电化学氧还原反应合成H_(2)O_(2)碳基催化剂研究进展 被引量：4

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作者 何峰 张静静 +2 位作者 陈奕君 张建 王得丽 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1963-1976,共14页

电化学氧还原反应(ORR)合成H_(2)O_(2)是一种低成本、无污染的绿色合成方法。但是,ORR动力学缓慢,存在四电子ORR生成H2O的竞争反应,因此需要使用催化剂提升ORR的反应活性以及二电子ORR的选择性。近年来,碳基材料因价格便宜、来源广泛、... 电化学氧还原反应(ORR)合成H_(2)O_(2)是一种低成本、无污染的绿色合成方法。但是,ORR动力学缓慢,存在四电子ORR生成H2O的竞争反应,因此需要使用催化剂提升ORR的反应活性以及二电子ORR的选择性。近年来,碳基材料因价格便宜、来源广泛、调控方法多样,被广泛应用于该领域。本文首先简要介绍了电催化ORR合成H_(2)O_(2)的机理,并根据机理分析了影响电化学合成H_(2)O_(2)催化性能的关键因素。接着阐述了提升碳基ORR催化剂活性与二电子选择性的策略,并着重介绍了非金属原子掺杂碳材料和过渡金属氮碳材料。最后,总结了碳基催化剂在电化学合成H_(2)O_(2)中存在的问题和面临的挑战,对碳基催化剂在电合成H_(2)O_(2)中应用的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 电化学合成 2电子氧还原反应 过氧化氢 掺杂碳材料 过渡金属氮碳催化剂

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CoMn@NC催化5-羟甲基糠醛常压氧化为2,5-呋喃二甲酸二甲酯 被引量：2

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作者 滕嘉楠 许光月 傅尧 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第10期35-47,共13页

2,5-呋喃二甲酸二甲酯(DMFDCA)这一生物质衍生的增值化学品是石油基聚合物单体对苯二甲酸(TPA)的理想替代品。本研究采用一步共热解法合成了两种廉价金属修饰的氮掺杂多孔碳催化剂CoMn@NC,并将其用于5-羟甲基糠醛(HMF)在温和条件下的需... 2,5-呋喃二甲酸二甲酯(DMFDCA)这一生物质衍生的增值化学品是石油基聚合物单体对苯二甲酸(TPA)的理想替代品。本研究采用一步共热解法合成了两种廉价金属修饰的氮掺杂多孔碳催化剂CoMn@NC,并将其用于5-羟甲基糠醛(HMF)在温和条件下的需氧氧化。由Co_(3)Mn_(2)@NC-800催化HMF在50℃和常压氧气的条件下反应12 h后,得到产率为85%的DMFDCA。多孔催化剂的高比表面积提高了传质效率。Co纳米粒子(NPs)和呈原子级分散的Mn与掺杂在碳中的氮配位形成M―Nx。富含吡啶氮的碳基体中的缺电子金属位点有利于HMF和氧的活化。氧形成的超氧自由基阴离子的存在确保了半缩醛中间体和5-(羟基甲基)-2-糠酸甲酯(HMMF)的羟甲基的脱氢氧化,从而高选择性得到DMFDCA。该催化剂性能稳定,可适用于各种取代芳醇。该催化体系具有用于生产聚合物单体羧基酯的应用潜力。 展开更多

关键词 氧化 5-羟甲基糠醛 2 5-呋喃二甲酸二甲酯 氮掺杂碳 双金属钴锰催化剂

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青岛能源所开发出石墨炔基新型高效非金属电催化剂应用于燃料电池 被引量：1

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《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期292-292,共1页

中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组,在制备高效低成本的金属-空气电池阴极催化剂方面开展了大量工作。在前期的研究中,该研究组已经先后研究了氮掺杂的类型对基于碳材料的电催化剂性能的影响;制备了吡啶氮选... 中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组,在制备高效低成本的金属-空气电池阴极催化剂方面开展了大量工作。在前期的研究中,该研究组已经先后研究了氮掺杂的类型对基于碳材料的电催化剂性能的影响;制备了吡啶氮选择性掺杂的碳基催化剂;以及过渡金属-氮共掺杂的催化剂。 展开更多

关键词 燃料电池 碳基材料 中国科学院 阴极催化剂 生物能源 氮掺杂 过渡金属 碳基催化剂

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直接甲醇燃料电池铂基催化剂核壳结构及掺杂元素的研究进展

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作者 张曼 杨铭溶 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期47-50,55,共5页

直接甲醇燃料电池(DMFC)作为环境友好型清洁能源受到广泛关注,但因其催化剂限制使其推广受到严重阻碍,近年来关于铂基催化剂研究、制备等方面有许多报道,综述了近几年国内外学者对DMFC铂基催化剂的改性、掺杂元素及对催化剂结构的调控... 直接甲醇燃料电池(DMFC)作为环境友好型清洁能源受到广泛关注,但因其催化剂限制使其推广受到严重阻碍,近年来关于铂基催化剂研究、制备等方面有许多报道,综述了近几年国内外学者对DMFC铂基催化剂的改性、掺杂元素及对催化剂结构的调控。研究发现非金属元素掺杂碳氮居多,载体为石墨烯的催化剂电催化效果显著;过渡金属的掺杂使催化剂电子结构发生改变从而加快反应进程;更多学者倾向于制备核壳型铂基催化剂,其优点是活性位点暴露更明显,催化效果更好。 展开更多

关键词 核壳结构 过渡金属 低铂 碳材料 氮掺杂

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