壳聚糖基多孔碳材料的制备及其超级电容性能

以胶态SiO₂纳米粒子为模板,壳聚糖为碳源,ZnCl₂为活化剂,制备了具有不同比表面积和孔体积的氮掺杂介孔碳。采用多种表征手段对碳材料的微观形貌、比表面积和孔道结构进行了表征,探究了壳聚糖与SiO₂纳米粒子的比例以及ZnCl₂活化剂对碳材料孔体积和比表面积的影响。结果表明,在未使用活化剂时碳材料(CSi-1.75)的孔体积高达4.53 cm³·g^-1,但其比表面积最小(729 m²·g^-1);使用ZnCl₂作为活化剂制备的碳材料(CSi-1.75-Zn)比表面积为1 032 m²·g^-1,但其孔体积下降到1.99 cm³·g^-1,且具有最多的吡啶氮和吡咯氮。在以6.0 mol·L^-1KOH为电解液的三电极体系中,当电流密度为0.5 A·g^-1时,CSi-1.75...     

KOH活化废弃麻制备活性炭及其结构表征

以日常生活中废弃麻纺品为原料, KOH为活化剂, 采用炭化和活化两步法制备麻质活性炭(LAC). 采用比表面积测定仪在77 K下测定其N2吸附-脱附等温线, 通过Langmuir方程、BET方程和BJH法计算其比表面积、孔体积和孔径分布. 结果表明, 麻质活性炭的BET比表面积为1387.473 m2/g, Langmuir比表面积为1790.573 m2/g, 吸附累积总孔容达0.415 cm3/g; 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪以及红外光谱仪对麻质活性炭的结构进行了表征, 分析其表面形貌、微观结构及表面化学官能团.     

WP／MCM-41催化剂的制备及其加氢脱硫性能

以磷钨酸铵、磷酸氢二铵和自制的MCM-41为原料,采用超声波振荡、程序升温和高纯氢气还原的方法制备了高比表面积的WP和WP/MCM-41,用XRD、BET、BJH、SEM和EDX表征了所制备的催化剂,并考察了催化剂对噻吩的加氢脱硫性能.结果表明,采用超声波振荡法制得的WP催化剂其比表面积、孔容和对噻吩加氢脱硫活性明显高于常规搅拌制得的WP催化剂,WP的比表面积达到56.357 m2/g,孔容达到0.058 cm3/g,35%WP/MCM-41催化剂的比表面积分别为287.522 m2/g,孔容为0.362 cm3/g,在613 K时WP催化剂的噻吩转化率达到81.22%,负载量为35%的WP/MCM-41催化剂的噻吩转化率达到92.78%;35%WP/MCM-41的噻吩HDS活性较好.     

石墨纳米纤维用作质子交换膜燃料电池催化剂载体

利用质子交换膜燃料电池用过的废旧碳纸,采用球磨法制备了石墨纳米纤维(GNF,BET比表面积为229·3m2/g),并以GNF作为载体制备了Pt/GNF催化剂(电化学比表面积为98m2/g).与传统的以VulcanXC-72碳黑为载体的Pt/XC-72催化剂相比,其电化学比表面积及Pt粒径大小相近.采用恒电位氧化法考察了GNF,XC-72,Pt/GNF和Pt/XC-72的电化学稳定性.结果表明,在相同条件下,XC-72的峰电流增加了60%,而GNF增加了2%;Pt/XC-72的腐蚀电流比Pt/GNF的大40%;恒电位氧化60h后,Pt/XC-72约有84·7%的电化学比表面积损失,Pt/GNF仅损失37·2%.这表明GNF的抗腐蚀性优于XC-72,有希望成为质子交换膜燃料电池抗腐蚀的催化剂载体.     

纳米八面体形FeP@PC的制备及催化析氢性能

以UIO-66为载体, 经过FeCl₃化学气相沉积、 原位碳化和磷化及HF刻蚀等步骤制备了多孔FeP@PC催化剂. 利用X射线衍射仪、 场发射透射电子显微镜、 X射线光电子能谱仪和气体吸附仪等对催化剂的结构、 形貌和比表面积等进行了表征; 同时采用线性扫描伏安法和电化学阻抗谱等对其电化学性质进行了考察. 结果表明, FeP@PC保持了原UIO-66的八面体多孔结构, 比表面积为83 m ²/g; 仅需要过电位156 mV即可驱动电流密度10 mA/cm ², 塔菲尔斜率为84 mV/dec, 电荷转移电阻为44 Ω, 电化学活性表面积为13.9 mF/cm ²; 在持续电解12 h和循环1000次后, 催化剂的活性几乎没有衰减.     

高比表面积VPO催化剂的制备及其性质研究

利用有机相制备VPO催化剂,在制备过程中加入聚乙二醇(PEG)作为分散剂可有效提高VPO催化剂的比表面积。实验中采用两种不同分子量的聚乙二醇(PEG 6000和PEG 10000),所得VPO催化剂的比表面积分别为52与54m²/g,而不加聚乙二醇的VPO催化剂其比表面积仅为19m²/g.XRD,XPS及FTIR的结果表明,催化剂的主要晶相均为(VO)₂P₂O₇,但两类催化剂的微观结构有所不同。正丁烷选择氧化生成马来酐的催化反应结果表明,385℃时加聚乙二醇制备的VPO催化剂其丁烷的转化率为84%～86%.马来酸酐的选择性为78%,而不加聚乙二醇制备的VPO催化剂其转化率和选择性均为71%.     

介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的制备及其CO2吸附性能研究

以P123为模板剂,以TEOS为硅源,以氧化石墨烯为复合组分,采用溶胶-凝胶法和自组装法制备了具有较大比表面积的介孔硅复合氧化石墨烯三维多孔材料（MSM/GOs）,进一步通过物理浸渍聚乙烯亚胺（PEI）制备了固态胺吸附材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附曲线、元素分析等方法表征复合材料的结构和形貌,研究了氧化石墨烯添加量对材料的比表面积和胺化效果的影响以及吸附温度对其吸附CO₂性能的影响。研究结果表明,氧化石墨烯的引入能显著提高介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的比表面积,当GO添加量为4.5wt%时,其比表面积可高达841m²/g。高的比表面积有利于提高材料的氨基含量。在30wt%PEI的物理浸渍胺化后,MSM/GO-4.5@30%PEI拥有最大含氮量（9.59wt%）和CO₂吸附量（1.70mmol/g）。得益于良好的多孔基体和有机胺的均匀分布,MSM/GO-4.5@30%PEI在不同温度下的吸附量较稳定,循环再生吸附后仍能保持初始吸附量的80%。动力学研究表明,准一级模型和Avrami模型均能较好地拟合其吸...     

香蒲基生物炭的活化及对VOCs吸附的应用

以香蒲为原料制备生物炭(Biochar), 并用不同试剂进行活化. 活化前的Biochar比表面积和孔体积很小, 分别为1.71 m²/g和0.00421 cm³/g, 而活化后的Biochar比表面积和孔容均增大, 其中经碳酸钠（Na₂CO₃）活化后的Biochar比表面积和孔容最大. 研究了Na₂CO₃与Biochar的质量比对其活化的影响, 确定了Na₂CO₃/Biochar最佳质量比为3∶1条件下, 得到的样品Biochar-Na₂CO₃-3具有最优的表面积和孔容, 分别为624 m²/g和0.211 cm³/g, 并具有优异的挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能, 其正己烷、 甲苯和92号汽油的静态吸附容量分别为1.03, 0.814和0.751 g/g, 正己烷和甲苯的动态吸附容量分别为1.00和0.796 g/g, 且吸附稳定性相对较高, 优于商业用活性炭(AC)和硅胶(SG).     

氯化钠模板诱导木质素基多孔炭的制备及其超级电容器性能

以木质素为碳源,氯化钠为模板,通过低温回流使木质素包覆在氯化钠外层,高温煅烧获得木质素基多孔炭,研究了其作为电极材料在超级电容器中的应用。 结果表明,改变煅烧温度可调控所得样品的孔结构,其比表面积在548~600 m²/g之间可变,且随着煅烧温度升高,比表面积和孔体积先增大后减少。 700 ℃煅烧所得样品具有最大的比表面积,并表现出最高的电容性能,其在6 mol/L KOH电解液中比电容可达252 F/g,有效面积电容高达31.2 μF/cm²,模板氯化钠可清洗分离并可循环利用。 提出了一种废弃物高附加值制备超级电容器用多孔炭的绿色方法。     

利用偏钛酸浆料制备大比表面纳米管钛酸工艺的研究

以偏钛酸浆料为原料通过水热法合成了纳米管钛酸,并采用TEM,比表面积测定仪等分析手段观察其形貌和管径大小,测定了其比表面积和孔体积.同时运用正交实验法考察了反应温度、反应时间对纳米管钛酸比表面积和孔体积的影响.实验结果表明,所制备的纳米管钛酸平均比表面积高达 340m2 /g,最佳的制备工艺是:工业碱NaOH的质量分数为 25. 7 %、偏钛酸浆料的质量分数为 17. 1 %、后处理酸度为pH=1、反应温度为 120℃、反应时间为 20h.     

Fabrication, Characterization and Electrocatalysis of an Ordered Carbon Nanotube Electrode

A method for fabrication of ordered carbon nanotube (CNT) film,which was template-synthesized within the highly ordered pores of a commercially available alumina template membrane,modified glassy carbon(CNT/GC) electrode was established.The CNT/GC electrode showed excellent electrocatalytic activity toward dopamine electrochemical reaction without introducing any electrochemically active group into CNT film or activating any electrochemically active group into CNT film or activating the electrode electrochemically.DA undergoes ideal reversible electrochemical reaction on CNT/GC electrode at low scan rate(≤20mV/s) with an excellent reproducibility and stability.The CNT/GC electrode might be used in biosensors because the highly ordered CNT may present a steric effect on more efficient redox reactions of biomolecules.     

碳纳米管的活化处理及对其电化学容量影响的研究

采用KOH为活性剂，对碳纳米管进行活化处理，经透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜从不同角度观察，发现得到了两端开口，管长较短，管壁粗糙的活性碳纳米管．用氮气自动吸附仪测试了活化前后两种碳纳米管的比表面积，发现活性碳纳米管具有比活化前碳纳米管更高的有效比表面积，将这两种碳纳米管分别作为电极材料应用于电化学超级电容器，经测试，发现活化后的碳纳米管的电化学容量大大提高，在有机电解液中达到了50F／g．     

利用除尘灰制备活性炭的工艺研究

以除尘灰为原料，用物理活化法制备活性炭．研究了活化温度、活化时间、活化剂流量对活性炭性能的影响．实验结果表明，活化温度和活化时间对活性炭的BET比表面积和吸附性能有很大影响；该方法可制得1nm以下微孔和10nm以下中孔均比较发达的活性炭．     

Geometric and electronic approaches to size effects in heterogeneous catalysis

The influence of electronic and geometric factors is considered in the context of the manifestation of size effects in heterogeneous catalytic oxidation and hydrogenation reactions. Both of the factors are interdependent; however, the electronic factor predominates with regard to small metal and metal oxide particles (smaller than 10 nm), for which the energies of electron transitions in an activated complex are size-dependent. Only the geometry of active component nanoparticles exerts the main effect on the catalytic properties of coarser particles. In this case, the geometric factor depends on the accessibility of the active surface to reactants. The probability of the occurrence of complex active centers including several surface atoms increases as the active component particles of a catalyst become larger. The efficiency of the approach proposed to study the activating effect of nanophase catalysts is demonstrated using the oxidation and hydrogenation reactions of carbon oxides and the hydrogenation of acetonitrile and acetone as examples.     

煤制活性焦性质对其脱除烟道气中二氧化硫性能的影响

讨论了四种煤制活性焦的性质对其脱除烟道气中SO2性能的影响,活性焦的表面碱性与微孔面积决定了其对烟道气中SO2的吸附与氧化。生成的硫酸主要贮存在活性焦的微孔内。活性焦内的硫酸在脱附温度为300℃时达到最大脱附速率。     

Manufacture of Carbon Materials of Aerogel Type from Carbon Blacks of Various Origins

The influence exerted by the structure and origin of samples of technical grade carbon, conditions of their thermal treatment (temperature, nature of a gas medium) and preliminary impregnation with activating additives, and other factors on the final characteristics of carbon aerogels: density, specific surface area, and sorption capacity, was studied.     

Chemical activation of carbon mesophase pitches

This paper studies the chemical activation of mesophase pitches of different origins in order to obtain activated carbons suitable for use as electrodes in supercapacitors. The effect that the activating agent (NaOH, LiOH, and KOH), the alkaline hydroxide/pitch ratio, and the activation temperature had on the characteristics of the resultant activated carbons was studied. LiOH was found to be a noneffective activating agent, while activation with NaOH and KOH yielded activated carbons with high apparent surface areas and pore volumes. The increase of the KOH/pitch ratio caused an increase of the chemical attack on the carbon, producing higher burnoffs and development of porosity. Extremely high apparent surface areas were obtained when the petroleum pitch was activated with 5:1 KOH/carbon ratio. The increase of the activation temperature caused an increase of the burnoff, although the differences were not as significant as those derived from the use of different proportions of activating agent.     

Synthesis of β-(2,2-diethoxyethyl)-substituted (allyl)tributylstannane and its application to asymmetric allylation

Previously unknown tributyl-[(2-methylidene-4,4-diethoxy)butyl]stannane was prepared from diethyl acetal of 3-(bromomethyl)but-3-enal and was brought subsequently into a catalytic asymmetric Keck allylation of butanal in order to obtain optically active homoallylic alcohol. The use of activating additives [B(OBu)₃ and CF₃COOH] favors the process proceeding with high yields and enantioselectivity. An approach was suggested to the synthesis of С¹⁴–С²¹ fragments of amphidinolide Т applying tributyl[(2-methylidene-4,4-diethoxy)butyl]stannane in the key stage of building up the carbon scaffold.     

微波辐射紫茎泽兰制备优质活性炭的研究

以紫茎泽兰为原料,碳酸钾为活化剂,采用超声波浸渍,微波辐射法制备活性炭.研究了浸渍方式与时间、微波功率、微波辐射时间、剂料比对活性炭吸附性能和得率的影响.得到了本实验条件下的优化工艺条件:超声波浸渍20min、120℃脱水2h,微波功率700W、微波辐射时间12min、剂料比1.25∶1.优化工艺条件下制备的活性炭碘吸附值为1470.27mg/g,亚甲基蓝吸附值为300mL/g,得率为16.35%.浸渍时间极大的缩短,微波辐射时间只有传统法活化时间的1/15左右,活性炭的吸附指标超过了国标GB/T 13803.1-1999和GB/T 13803.2-1999一级品的标准,其中碘吸附值是国家一级标准的1.47倍,亚甲基蓝吸附值是国家一级标准的2.73倍.同时,测定了该活性炭氮吸附,其BET比表面积为1540.97m2/g,总孔容为0.7393mL/g,并通过DFT表征了活性炭的孔径分布,结果表明该活性炭为微孔型活性炭.     

活化条件对活性碳纳米管比表面积的影响

以KOH为活化剂, 研究了多壁碳纳米管在制备活性碳纳米管过程中四个重要影响因素: 活化剂用量、活化温度、活化时间和活化过程中保护气体的流速对所得活性碳纳米管BET比表面积的影响并解释了原因. 研究表明上述四个因素都会对活性碳纳米管的比表面积产生较大的影响, 其中活化剂用量的影响最大, 在研究范围内可引起比表面积增大约241 m²•g^-1. 在这四个影响因素中除活性碳纳米管的比表面积随活化温度的增加而不断增加外, 其他三个影响因素的变化都会使活性碳纳米管的比表面积出现最大值, 而且四个影响因素的改变, 都不改变活性碳纳米管的孔洞主要是中孔和大孔的特点.