介孔炭作为加氢脱硫催化剂载体材料的研究

以介孔硅SBA-15为模板,焦糖和呋喃醇为碳源,通过多种浇注法制备介孔炭材料.采用低温氮吸附、透射电镜和X射线小角衍射分析模板及介孔炭的织构.结果显示合成的介孔炭成功地复制了SBA-15的结构.以制备的介孔炭作载体担载钴钼合成了加氢脱硫催化剂,利用X射线能谱、透射电镜能量分布谱及一氧化氮化学吸附评估了催化剂的活性及活性点分布,结果表明介孔炭担载的催化剂活性高于活性炭担载的同类催化剂.     

介孔炭材料应用于电化学催化的研究进展

由于介孔炭材料具有高比表面、均一可调的孔径尺寸和形貌、良好的导电性和化学稳定性等优点,已被广泛应用到催化、吸附、分离和电化学储能等领域.近年来,多组分的掺杂与复合使介孔炭材料拥有可调变的功能性,已成为材料领域研究的一个热点.本文首先介绍介孔炭材料的合成,包括软模板法、硬模板法和无模板法等.接着论述介孔炭及其复合材料在电...     

一步法制备有序介孔炭/硫化镉纳米复合材料

采用一步法制备出有序介孔炭原位负载纳米硫化镉(Cd S)粒子复合材料。该法以酚醛树脂、硫脲、硝酸镉为前驱体,三嵌段共聚物F127为模板剂,最终炭化得到有序介孔炭/Cd S纳米复合材料,并采用XRD、BET和TEM等技术对产物进行表征。该复合材料具有有序的孔道结构,均一的孔直径(3.4~4.1 nm)和大的比表面积(554.2 m2/g)。纳米Cd S粒子为较稳定的六方晶相,粒径均一,且高度分散在有序介孔炭内,随着Cd S粒子含量的增加,介孔炭有序度降低。     

新型锂电池正极材料——蒽醌/介孔炭寄生型复合物

将9,10-蒽醌（AQ）通过升华法填充在介孔炭（MC）的孔中,制备出蒽醌/介孔炭寄生型复合物。用TG/DSC、SEM、氮吸附等方法对介孔炭及复合材料进行了表征,应用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗等测试手段对复合材料的电化学性能进行了测试。结果表明炭/醌复合电极的比容量和循环性能较蒽醌电极有了很大程度的提高。其中蒽醌填充量为75%的复合材料首次放电比容量达到216mAh/g,50次循环之后,比容量仍有76mAh/g,是蒽醌电极比容量的2倍。     

有序介孔炭的模板合成进展

以MCM-41为代表的介孔分子筛具有孔道排列规则、孔径分布窄、比表面积高等特点，在催化、吸附、分离等领域具有广泛应用前景，尤其是以其为模板开展的纳米组装科学已成为目前材料研究的热点之一。在简要介绍硅基介孔分子筛的分类和合成机理的基础上，对国内外多孔炭模板合成的研究现状进行了述评，重点阐述了有序介孔炭模板合成的特点、合成工艺、模板类型、碳前驱体的种类及其在双电层电容器、催化、储能等方面的初步应用结果，并展望了有序介孔炭模板合成的发展趋势，指出模板成本的降低、工艺条件的简化和可控化将成为未来一段时期人们研究的重点。     

模板法制备有序介孔炭及其超电性能研究

以F127为模板剂,通过模板法制备了有序介孔炭材料(OMC)。对样品进行了X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM),研究其结构和形貌。结果表明,OMC孔道有序规则,壁宽为10nm。电化学测试表明此电极材料具有良好的电化学性能,可逆性能好。在电流密度为700mA/g的条件下,经500次循环测试,有序介孔炭的容量保持率为90.5%。     

以间苯二酚-甲醛溶胶和MCM-48原粉制备有序介孔炭分子筛

以含有机模板的介孔纯硅分子筛MCM- 48原粉为模板,以间苯二酚(R)-甲醛溶胶为炭源制备了有序介孔炭分子筛.考察了w(R)/w(MCM- 48)和w(R)/w(H2O)对合成介孔炭分子筛的影响.产物用N2吸附/脱附、XRD、SEM、TEM和TG等手段进行了表征.结果表明,w(R)/w(MCM- 48)和w(R)/w(H2O)对所得到的介孔炭分子筛的有序性和比表面积有较大的影响.优化的w(R)/w(MCM- 48)比为0.50～0.65、w(R)/w(H2O)比为0.15～0.35,此时,能形成比表面积大于1125m2/g、平均孔径在2.2～2.4nm、具有规则介孔结构的炭分子筛,且这种炭分子筛具有高的热稳定性.     

巯基功能化介孔氧化硅的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附

采用直接模板法,以三嵌段共聚物P123作为模板剂,酸性条件下制备出了具有规则孔道结构的介孔氧化硅.用有机硅烷MPTMS对其进行后续功能化,引入了对Pb2 离子有吸附能力的巯基基团.通过HRTEM、FTIR和N2吸附脱附等测试手段对功能化前后氧化硅的结构进行表征,结果表明,巯基功能团接枝在介孔氧化硅孔道内壁.吸附实验结果显示,巯基功能化氧化硅对水中Pb(Ⅱ)离子具有选择吸附性.当铅与铜、镉离子摩尔比为1:5时,巯基功能化材料对其吸附的分配系数之比分别为KdPb2 /KdCu2 =13.1和KdPb2 /KdCd2 =9.2.在Cu2 、Cd2 离子摩尔浓度相同时,此功能化介孔材料对Cd2 的吸附能力大于对Cu2 的吸附能力.     

有序介孔炭合成、改性及其对汞离子的吸附性能

以有序介孔硅基材料(SBA-15)为模板,内烯酸低聚物为前驱物合成有序介孔结构的炭材料(OMC),并以化学方法将含氮基官能闭嫁接在有序介孔炭的表面.利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)和氮气吸附-脱附(BET)对介孔炭进行表征.结果表明:表面改性后有序介孔炭的结构发生一定变化,但孔道特征仍保持二维六方有序性.合成的有序介孔炭及经乙二胺表而改性后胺化有序介孔炭的比表而积、平均介孔直径、平均孔容积分别为607 m2/g,4.1 nm,0.62 cm3/g和558 m2/g,3.8 nm,0.58cm3/g.对有序介孔炭及改性有序介孔炭进行的汞吸附实验,发现表面改性前后有序介孔炭对Hg(II)的吸附性能发生显著变化.嫁接胺基功能团后,其吸附容量增加一倍,表明胺基改性的OMC对汞有亲和作用.     

超级电容器用聚苯胺/有序介孔炭复合电极的性能

利用原位聚合法制备了聚苯胺/有序介孔炭复合材料.通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试考察了不同聚苯胺含量对聚苯胺/有序介孔炭复合材料电化学性能的影响.研究表明:与纯的有序介孔炭和聚苯胺相比,聚苯胺/有序介孔炭复合材料具有更高的比容量,良好的稳定性和充放电循环性能.当聚苯胺质量分数为60%,电流密度为0.1A·g-1时,比容量可以达到409F·g-1.     

超级电容器电极材料研究进展

介绍了碳材料、过渡金属氧化物材料、导电聚合物及复合材料的研究现状以及各类材料的储能机理和作为超级电容器材料的基本要求,提出了未来超级电容器材料的研究方向。     

Switchable Transport Strategy to Deposit Active Fe/Fe3C Cores into Hollow Microporous Carbons for Efficient Chromium Removal

Magnetic hollow structures with microporous shell and highly dispersed active cores (Fe/Fe₃C nanoparticles) are rationally designed and fabricated by solution‐phase switchable transport of active iron species combined with a solid‐state thermolysis technique, thus allowing selective encapsulation of functional Fe/Fe₃C nanoparticles in the interior cavity. These engineered functional materials show high loading (≈54 wt%) of Fe, excellent chromium removal capability (100 mg g^?1), fast adsorption rate (8766 mL mg^?1 h^?1), and easy magnetic separation property (63.25 emu g^?1). During the adsorption process, the internal highly dispersed Fe/Fe₃C nanoparticles supply a driving force for facilitating Cr^VI diffusion inward, thus improving the adsorption rate and the adsorption capacity. At the same time, the external microporous carbon shell can also efficiently trap guest Cr^VI ions and protect Fe/Fe₃C nanoparticles from corrosion and subsequent leaching problems.     

The Accelerating World of Graphdiynes

Graphdiyne (GDY), a 2D allotrope of graphene, is first synthesized in 2010 and has attracted attention as a new low‐dimensional carbon material. This work surveys the literature on GDYs. The history of GDYs is summarized, including their relationship with 2D graphyne carbons and yearly publication trends. GDY is a molecule‐based nanosheet woven from a molecular monomer, hexaethynylbenzene; thus, it is synthesized by bottom‐up approaches, which allow rich variation via monomer design. The GDY family and the synthetic procedures are also described. Highly developed π‐conjugated electronic structures are common important features in GDY and graphene; however, the coexistence of sp and sp² carbons differentiates GDY from graphene. This difference gives rise to unique physical properties, such as high conductivity and large carrier mobility. Next, the theoretical and experimental studies of these properties are described in detail. A wide variety of applications are proposed for GDYs, including electrocatalysts and energy devices, which exploit the carbon‐rich nature, porous framework, and expanded π‐electron system of these compounds. Finally, potential uses are discussed.     

碳基采暖电热材料研究进展

近几年,由于节能与环保的需求,电取暖的方式得到大力的推广,电热材料的研究与应用受到人们广泛的重视。非金属碳基电热材料是新型的节能型电热采暖材料,本文重点对影响非金属碳基电热材料中的炭黑基电热材料、碳纤维基电热材料、碳晶电热材料电热性能的因素及相关应用进行了综述。     

碳纳米角的制备及其应用进展

碳纳米角(Carbon nanohorns，CNHs)具有独特的物理化学性能，本文综述其制备方法、结构特征、形成机理、性能及其应用。用电弧放电法或CO₂激光蒸发法，可工业化大规模生产高品质、低成本、无催化剂的CNHs。CNHs的形貌为大丽花型和种子型，由上千个单壁锥形碳管自组装形成。锥形管的尖端具有帽檐结构，锥角为20°，管径为2~5 nm，在尖端上分布着类富勒烯曲面结构的碳五元环和碳七元环，其芯部由短程无序的石墨烯片层组成。改变制备条件可在50~400 nm范围内调控CNHs的尺寸。CNHs具有特殊的结构和物理化学性质，如优异的导电性、预处理后的超高比表面积、电磁特性、热稳定性等。这些特点，使其在超级电容器、催化剂载体和生物载药等领域得到了广泛应用。但是，CNHs还有更多未知的物理化学性能和应用潜能，应该进一步深入研究。     

炭材料在水污染修复领域的应用研究

针对炭材料在水污染修复领域发挥的重要作用,对以活性炭(粉状、粒状及纤维状)和膨胀石墨为主的炭材料吸附技术、微生物与炭材料复合构成的生物炭材料吸附降解技术以及二者与其它技术(如臭氧氧化、膜过滤及光催化等)耦合用于水处理的应用研究现状进行了概述,指出新型炭材料(如活性炭纤维和膨胀石墨)吸附技术、生物炭材料吸附降解技术及相关耦合技术极具应用前景,并对今后的研究提出了建议.     

碳基吸波材料的研究进展

传统吸波材料由于密度大、吸收频带窄使其应用受到限制,新型吸波材料的探索和研究将会成为吸波材料领域的主要发展方向。碳材料以其独特的物理化学性能一直备受关注。先进碳材料已成为新材料领域的发展重点。碳材料是最早用来吸收电磁波的材料之一,近年来碳基吸波材料的性能不断提高并应用于更多领域。介绍了碳基(石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管)吸波材料的性能,分析了各种吸波材料的主要特点,总结了近年来国内外碳基吸波材料的研究进展及发展趋势,展望了碳基吸波材料的发展前景。