纳米碳颗粒负载碳化钼复合物的制备及其催化性能研究

利用爆炸辅助的化学气相沉积法成功地制备了纳米碳颗粒负载碳化钼的复合物,并利用TEM和XRD对合成纳米复合物的形貌和结构进行了表征;以环己烷脱氢反应为探针对其催化性能进行了评价,考察了钼含量对碳化钼复合物催化性能的影响.结果表明,纳米碳颗粒由有序度较低的石墨片层组成,形貌近似球形,粒度分布均匀,大小约为20nm,原位修饰的六方碳化钼分散在碳颗粒表面;钼含量不同,复合物对环己烷脱氢催化性能有较大差异,当钼含量为15%时,催化性能最好.     

纳米碳化钼复合物的制备及其CO加氢反应性能

利用溶胶-凝胶法成功地制备了纳米碳化钼复合物,采用热重、TEM和XRD等对合成的纳米碳化钼复合物的形貌和结构进行了表征,以CO加氢反应为探针对其催化性能进行了评价。结果表明:纳米碳化钼粒度分布均匀,包覆在无定型碳中,随着柠檬酸含量的增加粒径逐渐变小,表面Mo物种越不易被还原。用于CO加氢反应具有较高的活性,主要生成低碳烷烃,当CA/Mo=2.0时具有最高的反应活性。     

α-MoC在无介体微生物燃料电池阳极的应用研究

采用溶体法结合碳热还原法制备了碳化钼,用XRD表征了碳化钼的结构,用SEM观察了所制备碳化钼的形貌。使用循环伏安法和交流阻抗法测试了碳化钼的电催化性能。把制备的碳化钼用于无介体微生物燃料电池阳极,电池最大功率密度达到商业铂碳的92%,表现出优越的电催化性能和良好的生物相容性。因此α-MoC可望成为一种具有广泛应用前景的无介体微生物燃料电池阳极材料。     

纳米碳颗粒在催化中的应用及前景

概述了多壁富勒烯和新型纳米碳结构(纳米碳球)的表面修饰方法以及在催化中的应用研究现状,结果表明,化学氧化法对纳米碳颗粒进行表面修饰是有效的方法,可以改善其惰性表面,使其功能化.由于结构的独特性,纳米碳颗粒作为载体材料在电催化和某些脱氢反应中已经显示了较好的催化性能.预测了纳米碳在合成低碳烯烃中的潜在应用前景并为其在能源、化工领域中的应用提供了新的思路.     

碳纳米纤维的制备及其复合材料在军工领域的应用

碳纳米纤维作为一种新型的碳材料，具有优异的物理、力学性能和化学稳定性。详细介绍了碳纳米纤维的主要制备方法，包括基体法、喷淋法、气相流动催化法及静电纺丝法等，并比较了各种制备方法的优缺点，阐述了碳纳米纤维复合材料在军工领域的应用，展望了碳纳米纤维及其复合材料的制备工艺及应用领域。     

C_(60)自组装新型碳材料的制备与应用研究进展

C_(60)自组装新型碳材料不同于常规碳材料,具有新颖的结构和形貌,包括C_(60)纳米颗粒、纳米棒、纳米片和纳米管等。由于具有优异的物理和化学性质,在众多领域里显示出潜在的应用价值,如应用于催化、光能转化和电化学等领域。因此,C_(60)自组装的碳材料及其应用研究迅速成为材料研究领域的研究热点之一。综述了C_(60)自组装碳材料的制备以及应用的研究进展,探讨了C_(60)自组装碳材料应用于实际需要解决的问题以及今后的研究趋势和发展前景。     

金属-有机框架材料碳化制备多孔碳及其应用

近年来,金属有机框架材料(MOFs)作为一种新型的有机-无机杂化多孔材料,因其具有比表面积大、孔道和化学性质可调等特点而被广泛应用于吸附、催化、气体储存等领域,但是由于MOFs的不稳定性使其在应用方面受到限制。为了克服这方面的限制,可以通过碳化法使其更加稳定。综述了以MOFs为模板,通过直接和间接碳化法来制备稳定多孔碳材料,并对其在吸附、催化等方面的应用进行了叙述。     

纳米纤维素修饰的碳纳米纤维制备及其疏水性研究

为拓展碳纳米纤维在环境清洁领域的应用，提高碳纳米纤维的水接触角，改善膜表面的疏水性能，获得疏水性较好的碳纳米纤维薄膜，利用静电纺丝法将纳米纤维素(CNFs)与碳纳米纤维前驱体复合，获得具有低表面能和良好疏水性能的纳米碳纤维/纳米纤维素复合纤维膜。通过对纳米纤维素含量进行调控，经预氧化和碳化处理后得到一系列具有规则三维空间网络结构的复合纤维膜，并探究不同纳米纤维素含量对复合纤维膜疏水性能的影响。结果表明：纳米纤维素修饰复合纤维膜随着碳化程度的提高其表面能呈现逐渐降低的趋势，其对水的接触角也逐渐增大，疏水效果得到较大幅度提升。随着纳米纤维素含量继续增加，复合纤维膜的水接触角呈上升趋势，未添加前接触角为36.13°,当纳米纤维素添加质量为20%时，水接触角最大为132.14°,提高了366%。     

水热碳化法的研究进展

水热碳化法是一种简单、高效、绿色的产碳途径,在开发新型碳材料和碳基复合材料,及扩大这些材料的应用领域方面具有广阔的发展前景。介绍了水热碳化法的反应机理和特点,对其在一些重要领域的应用情况进行了综述,分析了水热碳化法存在的问题,并展望了其发展前景及未来研究方向。     

氮掺杂碳纳米纤维包覆超细碳化钼/氮化钼异质结构用于碱性条件下电催化析氢

高效非贵金属催化剂对于推进析氢反应(HER)的大规模工业化至关重要.碳化钼(Mo₂C)因其类似铂的能带密度和优良的中间产物吸附特性,有望替代贵金属基材料成为具有前景的催化剂.然而,它在常规制备过程中存在严重的晶体过度生长和团聚问题,导致催化效率低.本研究利用三聚氰胺辅助法制备了含有丰富表面和界面的超细碳化钼/氮化钼(Mo₂C/Mo₂N)异质结构,并同时将其嵌入到氮掺杂碳纳米纤维(CNFs)中.Mo₂C/Mo₂N异质结构的协同作用与超细纳米晶表面暴露的丰富活性位点共同提高了电催化活性,而氮掺杂碳纳米纤维框架保证了快速的电荷转移和良好的结构稳定性.此外,原位形成的Mo₂C/Mo₂N晶体与碳基质之间存在较强的界面耦合作用,进一步提高了电子电导率和电催化活性.得益于这些优势,Mo₂C/Mo₂N@N-CNFs在碱性溶液中表现出优异的电催化析氢性能,在电流密度10 mV cm^-2时具有75 mV的低过电势,优于单相Mo₂C@N-CNFs对比样以及近期报道的Mo₂C/Mo₂N基催化剂.这个合成方法集成了异质结构、纳米化和碳修饰策略,为设计高效率电催化材料提供了新的参考.     

二维超导η-Mo3C2薄膜的可控制备

二维超导体具有丰富的物理特性和非常广泛的潜在应用.最近,有报道制备出具有二维超导特性的α-Mo2C和面心立方Mo2C,这些材料为碳基超导的研究带来了新的方向.碳化钼具有多种晶体结构,除了目前已经被制备的种类外,二维碳化钼尚没有新的晶体结构被制备出来,这或许是因为在制备过程中缺乏额外的能量供给.在本工作中,我们进一步发展...     

木质素磺酸盐-丙烯腈共聚物及其碳纳米纤维的制备

通过酯化反应和自由基共聚反应制得木质素磺酸盐-丙烯腈共聚物(P(LS-AN)),采用静电纺丝技术将其制成纳米纤维,再经预氧化和碳化处理,制得碳纳米纤维。采用红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热/热重同步分析仪(DSC/TG)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱仪(Raman)对P(LS-AN)、电纺纤维及其碳纳米纤维的结构进行表征。结果表明,P(LS-AN)纳米纤维具有良好的热稳定性,在较高升温速率(10℃/min)下对其进行预氧化和碳化处理,所制得的碳纳米纤维单丝间未产生粘连。在碳化过程中,LS的苯酚结构有利于促进有序碳结构的形成,使得碳纳米纤维的结构更为完善。     

钼基非金属材料研究进展

钼基非金属材料低毒无污染,优异的催化性能使其在石油石化工业中应用广泛。近年来,相关材料及其特殊纳米结构引起了广泛的关注。以常用的催化剂材料氧化钼、硫化钼、氮化钼为代表,结合作者工作,从结构、制备及性质3方面综述了该领域的最新进展,展望了今后的研究方向及前景。     

静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维及其电化学性能

本工作观察并研究了不同碳化温度下制备的静电纺丝壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维膜用作超级电容器电极材料时的电化学性能。通过SEM、XRD、Raman等技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行结构表征,利用循环伏安法(CV)和恒电流充电/放电(GCD)等电化学技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行电化学性能测试。结果表明,碳化温度为700℃时所制备的复合碳纳米纤维具有较好的电化学性能,在电流密度为1 A/g时放电比电容高达215 F/g,且循环4 000次后容量保持率几乎高达100%,表现出较高的放电比电容和较好的循环稳定性。     

二维碳化钼纳米材料的制备及其析氢催化性能研究

电解水制氢是目前重要的制氢技术之一,而经济、高效的析氢反应催化剂是这一技术实现工业化的关键之一。简要综述了近3年来二维(2D)碳化钼的主要制备方法及其对电催化性能的影响,并分析了现有制备方法的优势和不足,展望了新型二维碳化钼作为析氢催化材料在电解水中的应用前景。     

钯纳米颗粒／碳纳米纤维复合材料制备成功

中科院长春应化所电分析化学国家重点实验室由天艳课题组采用一步电纺技术成功制备了钯纳米颗粒／碳纳米纤维复合材料，并研究了该复合材料的电催化性能，相关成果发表在《先进功能材料》上。碳纳米纤维具有和碳纳米管相似的机械强度、热稳定性、导电性和比表面积，二者均可作为良好的金属纳米颗粒催化剂载体，在催化、燃料电池和高灵敏的化学／生物传感领域具有广阔的应用前景。由于它们具有相似的表面化学性质，可以用相似的方法对它们进行共价和非共价修饰。     

金属纳米粒子/微管簇碳纤维复合材料的合成与研究

借助原位还原法,成功地将铂纳米粒子负载在一种具有微管簇形貌的植物载体-剑麻纤维中,负载的铂纳米粒子的平均粒径约为3.6nm.通过在400℃下碳化这种含有铂纳米粒子的剑麻纤维,得到铂纳米粒子/碳纤维复合材料,这种碳纤维保留了原来剑麻纤维的微管簇形貌.剑麻纤维中相邻的微管壁和它们所夹的胞间层在碳化反应之后,融为一体,变成了均一的碳微管壁.虽然碳化后铂纳米粒子的平均粒径增大到5.3m左右,但是生成的载体碳纤维还是有效地阻止了铂纳米粒子的生长.这种铂纳米粒子/碳纤维复合材料兼具微管簇结构、碳纤维载体和活性铂纳米粒子的优点,很可能成为一种新型的异相催化剂,在很多领域中具有开发前景.     

新型纳米碳材料的应用新进展

近年来,富勒烯、纳米碳管和石墨烯的发现和报道使纳米碳材料受到各界广泛地重视。新型碳材料可以显著提高复合材料的机械性能和导热性能;制备出具有特殊形貌和微观结构的电极材料,应用在电化学器件中可以改善电化学性能,提高能量转化效率;在催化剂和储氢材料方面也有良好的应用前景。主要总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其在储氢材料、超级电容器、催化材料等领域的最新研究进展,并对其未来发展趋势予以展望。     

生物质基碳包覆纳米磁性颗粒的研究进展

碳包覆纳米磁性颗粒(CEMNPs)是一种具有核/壳结构的新型纳米复合材料,独特的理化性质使其在众多技术领域显示出巨大的应用潜力。随着全球化石能源的日渐枯竭,利用廉价、易获取、环境友好的生物质原料作为替代碳源已成为近年来CEMNPs材料的研究热点。综述了生物质基CEMNPs的制备方法、反应机理以及在电化学、催化、吸附等领域中的应用,最后展望了其发展方向和趋势。     

静电纺丝基碳纤维载纳米钯催化剂的制备及应用

采用静电纺丝、化学还原及高温碳化方法制备了碳纳米纤维螯合钯纳米粒子复合催化剂。实验详细考察了三种还原剂 (硼氢化钠、水合肼、氢气)在催化剂制备过程中对钯纳米粒子及碳纤维形貌的影响。通过固体紫外、X射线粉末衍射、红外、扫描电镜、场发射透射电镜等测试方法对已制备的一系列催化剂进行表征。结果表明选择氢气为还原剂时, 碳纤维上获得了7 nm左右、粒子分布均匀的钯纳米粒子, 催化剂相对柔韧, 继而将此催化剂应用于Heck偶联反应测试其催化及循环利用特性。催化结果证实此方法制备的催化剂具有优异的稳定性、底物耐受性、可回收性。