司维江
,
高秀丽
,
周晋
,
邢伟
,
禚淑萍
功能材料
以柠檬酸钡为原料,采用直接炭化法制备介孔炭电极材料.N2吸附测试表明,所制备的碳材料为典型的介孔材料,材料的比表面积、总孔容、介孔孔容和平均孔径随着碳化温度的升高而增加.电化学测试表明,以柠檬酸钡为原料700和800℃碳化所制备介孔碳的电化学电容性能优于由硬模板制备的介孔碳OMC.BaC-700和BaC-800在较高的输出功率下仍能保持较高的能量密度,这说明它们的介孔表面在高功率输出时能够得到较充分的利用,相信这类介孔碳在对能量密度和功率密度都有较高要求的场合,具有良好的应用前景.
关键词:
超级电容器
,
电化学
,
介孔炭
,
电极材料
汪勇
,
孔令斌
,
李晓明
,
冉奋
,
罗永春
,
康龙
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(15)60191-3
以嵌段共聚物为前驱体,通过直接热解聚丙烯腈嵌段苯乙烯( PAN-b-PS-b-PAN)制备新型纳米多孔炭材料。炭材料制备依赖于嵌段共聚物分子的设计,而分子量可控、分布范围较窄的嵌段共聚物则通过可逆加成链转移( RAFT)聚合方法合成。所制炭材料不仅具有较高的比表面积(950 m2·g-1),且在2~4 nm的介孔范围内孔径得到良好的控制。此外,作为电极材料在2 mol/L KOH电解液中表现出高的比容量(185 F·g-1,电流密度为0.625 A·g-1),且显示较好的循环寿命,经10000次循环后,能够保持初始比容量的97.5%。通过不同分子量聚合物的设计,制备结构新颖的多孔炭材料,可应用于高性能超级电容器。
关键词:
嵌段共聚物
,
介孔炭
,
聚合物炭化
,
能量存储
,
超级电容器
吴小辉
,
洪孝挺
,
南俊民
,
李来胜
,
陈红雨
材料导报
模板法为多孔炭材料的可控与定向合成开辟了一条新的技术途径,已成为近几年国内外材料制备领域的研究热点.介绍了模板法合成多孔炭的原理及其特征,综合分析了模板类型、炭前驱体的种类、合成工艺的特点,重点综述了微孔炭、介孔炭、大孔炭的模板合成,并展望了多孔炭材料的发展方向.
关键词:
模板法
,
微孔炭
,
介孔炭
,
大孔炭
赵磊
,
王维坤
,
王安邦
,
余仲宝
,
陈实
,
杨裕生
功能材料
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。
关键词:
介孔炭
,
寄生复合材料
,
有机物正极材料
,
电化学性能
徐顺建
,
罗玉峰
,
钟炜
,
肖宗湖
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(13)60079-7
以大孔径的介孔炭(MC)为催化层材料经低温热处理构建出炭对电极,着重探讨了在炭浆料中添加Triton X100对其组装的染料敏化太阳电池(DSCs)光电性能的影响,并引入分形维数(DF)用于定量评估炭膜形貌的差异.结果表明,当炭浆料中Triton X100的含量增加到0.1 mL(相应MC含量为0.6g)时,DSCs的光电转换效率增加至5.65％,其值比活性炭对电极DSCs高46.5％,且达到Pt对电极DSCs的95.4％.Triton X100改性的介孔炭对电极的高性能归功于高品质的炭膜和介孔炭本身合理的孔结构(如大尺寸孔径和大比表面积等).相对于未添加Triton X100的纯介孔炭对电极,Triton X100改性的介孔炭对电极具有分布更均匀的炭膜和更小的分形维数,是对电极欧姆串阻减小及相应器件效率改善的一个重要因素.
关键词:
介孔炭
,
染料敏化太阳电池
,
对电极
,
表面活性剂
,
低温制备
曾福龙
,
袁晓利
,
邹武俊
,
黄象金
,
莫珊珊
,
袁定胜
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(13)60070-0
在相对较低的温度下,以蔗糖为碳源,Ni-Fe (Ni/Fe=2)双层氢氧化物作为催化剂前驱体和模板,通过固相法制备石墨化介孔炭.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱法(Raman)对产物的结构和形貌进行表征.结果显示该材料具有较高的石墨化程度.氮气吸附和孔径分布显示制备出的石墨化炭的孔径分布均匀;同时,对石墨化炭的形成过程进行了分析.
关键词:
双层氢氧化物
,
介孔炭
,
高度石墨化
,
固相法
,
催化剂
周亚萍
,
蓝国钧
,
周斌
,
姜维
,
韩文锋
,
刘化章
,
李瑛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60596-8
采用模板法合成了介孔炭(MC),研究了其孔结构对其负载的Ru基氨合成催化剂Ba-Ru-K/MC性能的影响,采用N2吸附脱附、扫描电镜和透射电镜等手段对介孔炭的孔结构进行了表征.研究发现,介孔炭载体的孔结构取决于模板剂的用量,当SiO2/C质量比为1.0时,所制介孔炭比表面积最大.介孔炭负载的Ba-Ru-K催化剂活性与其介孔比表面积相关.在425℃,10 MPa和10000h-1条件下,合成氨的反应速率为139 mmol/(gat·h).
关键词:
介孔炭
,
钌基催化剂
,
高比表面积
,
孔结构
,
氨合成
赵晓晨
,
徐金铭
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60942-1
生物质作为自然界唯一可再生的有机碳资源,其利用受到了越来越多的关注。特别是随着能源和环境危机的日益加重,将生物质中非可食用部分催化转化为燃料及具有高附加值的化学品被认为是高效、环保、原子经济的绿色过程。同时,多孔炭材料具有丰富的孔道结构、优异的水热稳定性和大比表面积,是生物质催化转化反应中最常用的载体材料之一。兼之炭材料表面极性、亲疏水性的可调变性,及对酸碱溶剂的反应惰性,也使其无论在学术研究还是在工业应用中都具有特殊的优势。另外,随着纳米炭材料科学的飞速发展,合成孔径、形貌、及表面官能团可控的介孔炭和具有多级孔道结构的多孔炭材料成为可能,将其应用到纤维素催化转化过程中,对深入理解孔道结构、表面官能团对纤维素转化的作用,揭示催化反应作用机制,指导炭基催化剂的设计合成,均具有重要意义。在本综述中,我们首先对纤维素转化中多孔炭的孔道结构和表面官能团性质的独特作用进行了阐述。由于商业活性炭的孔径一般在微孔尺度,但纤维素及可溶低聚糖的分子体积较大,因而其在活性炭中的传质受到了极大的限制。通过模板法获得的介孔炭材料,可实现孔径在2–10 nm的可控合成,大大提高了反应物的扩散速率,使之能与催化活性位有效接触。但孔道过于狭长,在反应过程中堵塞的可能性增高,进而导致催化剂失活；因此,在介孔孔道的基础上,建立互通的多级孔道结构对反应物、中间物、和产物的扩散,及催化活性的保持更为有利。另一方面,炭材料表面的含氧官能团不仅具有加强1,4-糖苷键吸附的作用,还可以作为酸性活性中心催化水解反应的进行；尤其是在传统的水相纤维素催化转化过程中,亲水表面对多孔炭催化剂与反应物的接触非常有利。本文以纤维素水解及纤维素水解加氢反应为例,展开讨论了多孔炭作为固体酸及双功能催化剂载体的应用。在水解反应中,纤维素首先在热水中降解为可溶低聚糖,之后再与活性炭表面官能团反应；其中多孔炭的比表面积、酸量、及酸强度均是促进水解发生的正向因素。在水解加氢反应中,炭载贵金属催化剂作为最常用的加氢催化剂,可获得以六元醇为主的纤维素转化产物。除了加氢作用之外,贵金属小颗粒被证实可以通过氢溢流作用提供水解所需的H+,同时,正价的贵金属也可促进反应过程中的氢转移。另一方面,由于钨物种可催化逆羟醛缩合反应的发生,因此在反应体系中引入钨物种时,水解加氢的主要产物由六元醇变为乙二醇。需要特别指出的是,在纤维素催化水解加氢的过程中,多孔炭材料作为载体同样具有非常重要的作用：一方面,三维介孔的孔道结构不仅有利于反应物、产物的扩散,也有利于加氢金属催化剂的分散,进而提高金属的催化加氢能力；另一方面,当炭材料的表面化学性质改变时,也会影响产物的选择性分布,例如当炭表面显碱性时,由于异构化作用,丙二醇成为主要产物。本文最后,我们列举了一些新型多孔炭材料,包括杂原子改性的多孔炭材料和金属氧化物-炭复合多孔材料的合成方法及其在纤维素催化转化乃至生物质转化中的潜在应用。
关键词:
生物质转化
,
催化
,
多孔炭
,
活性炭
,
介孔炭
,
纤维素
陈秀
,
何建平
,
党王娟
,
周建华
,
王涛
,
张传香
,
赵桂网
新型炭材料
利用介孔硅SBA-15与苯酚、甲醛混合,原位合成可溶性酚醛树脂,高温炭化得有序介孔炭(C1);同时将预聚的酚醛树脂与SBA-15 共混后再聚合,高温炭化得有序介孔炭(C2).微波多元醇还原法合成Pt/C1、Pt/C2、Pt/CMK-5(糠醇为碳源)电催化剂.使用X射线衍射仪(XRD),N2物理吸附,透射电镜(TEM)和循环伏安技术(CV)对介孔炭的结构和催化剂的性能进行了表征.结果表明:CI主要由规则的六方介孔孔道构成,比表面积为947m2/g,孔径分布集巾在4.5nm,Pt微粒在C1上具有良好的分散性,平均粒径约为3nm.C2的孔道较为模糊,负载的Pt微粒有一定程度的团聚.CV曲线显示,Pt/C1催化剂的电化学活性面积(EAS)为54.2m2/g,其催化甲醇氧化的性能优于Pt/C2及Pt/CMK-5而略筹于商用催化剂Pt/C(E-TEK).
关键词:
SBA-15
,
介孔炭
,
可溶性酚醛树脂
,
微波法
,
炭载铂催化剂
吴明铂
,
李玲燕
,
刘军
,
李杨
,
艾培培
,
吴文婷
,
郑经堂
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(15)60201-3
以量大价廉的稻壳为原料,先后经 NaOH脱硅处理﹑预氧化﹑磷酸活化,在无模板的情况下制备出介孔炭材料.NaOH脱硅处理可有效除去稻壳中的硅并破坏纤维素的晶体结构,脱硅过程中形成的孔隙亦有利于高比表面积和高中孔率介孔炭的制备. 所制介孔炭比表面积和中孔率分别高达2 009 m2·g-1和90. 8%. 其在50 mA·g-1电流密度下的比电容达176 F·g-1 ,即使在1 000 mA·g-1的大电流下,其比电容仍保持在126 F·g-1 ,表现出优异的倍率能力. 所制介孔炭具有良好的循环稳定性,在200·mA g-1电流密度下的比电容高达150 F·g-1 , 1 000次循环无容量衰减. 稻壳基介孔炭在超级电容器领域具有良好的应用前景.
关键词:
稻壳
,
介孔炭
,
碱预处理
,
超级电容器
