碳球

摘要： 随着化石燃料的过度燃烧以及污染的持续加剧,诸如海水酸化和气候变暖等问题逐渐显现,因此人们开始日益关注大气中CO的浓度.近些年,由于碳基材料具有成本低、化学和机械稳定性良好、电导率高和有效抑制析氢反应等优点而被广泛用于CO还原反应(CORR).杂原子(B, P和N)掺杂可以有效地改变碳基材料电子结构并提高CORR的选择性和活性.其中,由于氮原子具有独特的优势而被作为碳基材料的掺杂元素.在无金属氮掺杂碳材料中,吡啶氮被广泛地认为是催化活性中心,而吡咯氮则被认为不具催化活性,该观点仍存在争议.本文首先通过密度泛函理论计算证明了吡咯氮的本征活性足以有效催化CORR,但由于与相邻吡啶氮位点的相互作用,吡咯氮的活性被显著抑制.此外,进一步通过实验制备了不含吡啶氮的无金属氮掺杂碳球(NCS)作为CORR电催化剂.NCS中的吡咯氮与CORR的性能呈直接正相关,表明其可以成为活性中心.性能最佳的NCS可在CORR中产生范围较宽的合成气(CO/H(0.09-12)), CO选择性最高可达71%.在最优NCS中加入少量吡啶氮显著降低了CORR的活性,进一步验证了相邻吡啶氮位点对吡咯氮活性的抑制作用.综上,本工作揭示了各种氮物种之间的交互作用,以及吡咯氮可以作CORR活性位点的潜力;进一步提高了我们对电催化作用机制的理解,有助于高效电催化剂的设计和合成.

摘要： 如今大红大紫的外置芳碳结构球板,其实早在90年代就已经问世,相比同期的纤维板,外置芳碳球板在结构的先进性上确实有明显优势,但是大部分职业选手的标配,依旧是五夹弧圈板。

摘要： 氮掺杂碳载非贵金属氧还原反应(ORR)催化剂已被广泛研究,以解决燃料电池Pt基催化剂的高成本问题.通过溶剂热法制备了无定形Zn基金属有机框架,并进一步经热处理得到Zn/N共掺杂碳催化剂.测试表明ZnN/C-900催化剂(热处理温度为900C)具有形貌均一的球形特征且比表面积高达961 m2·g-1,N、Zn的原子含量分别为1.6％、5.87％.ZnN/C-900催化剂表现出较高的ORR催化活性及稳定性,在碱性介质中,ZnN/C-900催化剂的起始电位、半波电位和极限电流密度分别为0.955 V、0.855 V和7.10 mA·cm-2,在酸性介质中,ZnN/C-900的起始电位、半波电位和极限电流密度分别为0.882 V、0.649 V和6.01 mA·cm-2,且具有较高的稳定性和抗甲醇中毒性能.

摘要： 以碳球(CS)为核,采用"grafting from"法制备了碳球@聚丙烯酸(CS@PAA);再以其为掺杂剂制备了碳球@聚丙烯酸掺杂聚苯胺(CS@PAA/PANI),并通过FTIR、UV-Vis、SEM、XPS及电导率等对CS@PAA/PANI进行结构和性能表征.结果表明,引入掺杂剂CS@PAA后,可以得到球状和纤维状的聚苯胺,电导率从2.2 S·cm-1提升到7.6 S·cm-1.CS@PAA/PANI具有可控的形貌,在导电油墨、光伏器件、印刷电子、传感器等领域有潜在的应用.

摘要： 光热治疗是一种非侵入式的新型肿瘤治疗手段,可弥补传统治疗方式的不足.碳纳米材料作为一种高效的光热剂,在肿瘤光热治疗中表现出巨大的应用潜力.本研究采用超声辅助法使邻苯三酚与甲醛5 min快速聚合,经煅烧处理制备了单分散、粒径均一的碳球.该碳球兼具优良的细胞生物相容性和高光热转换效率.在808 nm近红外光照射下,碳球呈现良好的光热效应和光热稳定性,光热转换效率达到41.4％.细胞实验表明,碳球无明显细胞毒性,对肿瘤细胞具有显著的光热杀伤效果.制备的高光热效应碳球光热剂有望用于肿瘤光热治疗.

摘要： 随着医疗诊断、生物化学和蛋白质组学等领域的快速发展,对特定蛋白质的识别与检测成为研究热点.目前,在复杂样品中分离蛋白的主要原理是基于抗原和抗体之间的特定识别作用.然而由于生物抗体的高成本、低稳定性等缺点,限制了它的进一步应用和发展.以高分子聚合物与模板分子通过共价键或非共价键作用制备的分子印迹聚合物材料(M olecularly Im-printed Polymers,MIPs)的出现,使得这一目标的实现成为可能.因此,结合模板固定化策略和表面印迹技术,制备了溶菌酶印迹核-壳碳微纳米微球,并考察了蛋白质初始浓度、蛋白质溶液与印迹材料接触时间对吸附量的影响,并完成了吸附过程的动力学及等温吸附研究.实验结果表明,该印迹纳米材料对目标蛋白的吸附量为71 mg/g,吸附平衡时间为100 min,对目标蛋白有较好的选择性,印迹因子可达3.3.

摘要： 以葡萄糖为碳源,通过水热合成法制备粒径约100nm的碳球,其表面羟基含量高,利用化学还原法将Ni2+与羟基络合后再进行还原,制得在碳微球上负载Ni的复合催化剂,并将其应用于甲醇的电催化氧化.通过SEM、XRD等对Ni/C材料进行表征,利用循环伏安法测定Ni/C材料在NaOH溶液和NaOH与CH3 OH的混合溶液中的电化学性能.NiCl2浓度在1.0mol·L-1的时候得到的Ni/C材料性能最好,浓度过高会使复合材料发生团聚、过低会使Ni含量降低,都会使性能降低.Ni/C材料对甲醇的分解有催化作用.

摘要： 以葡萄糖为碳源,采用水热炭化法制备碳球,然后以氯化钴和氯化镍为钴源和镍源,六次甲基四胺为沉淀剂,采用水热法和高温处理合成一种核壳结构的碳球@钴镍金属氧化物纳米复合材料,并研究其作为超级电容器电极材料的储能性能.借助X射线衍射、扫描电镜和低温氮气吸附/脱附等对材料的形貌和结构进行表征.采用循环伏安、恒电流充放电及交流阻抗等对材料的电化学性能进行研究.结果表明:碳球的加入能有效改善钴镍金属氧化物的分散性,同时降低材料的电子转移阻力,进而提高其电化学性能.当电流密度为1A/g时,所得碳球@钴镍金属氧化物核壳型复合材料的比电容为984.8F/g;当电流密度增大10倍(10A/g)时,仍保留86.3%的初始比电容值.当电流密度为15A/g时,经过2000次恒电流充放电后复合材料的比电容量保持率为94.6%,体现出较好的循环稳定性能.

摘要： 采用硝酸为氧化剂对碳球表面进行改性研究，通过红外光谱法和酸碱滴定法分别考察了硝酸浓度和处理时间对碳球表面含氧基团的影响。结果表明，硝酸处理可在碳球表面引入羧基、羟基等含氧基团。随硝酸浓度的增加,碳球表面羧基、羰基以及羟基等含氧基团的量上升；随浓硝酸处理时间的延长，羟基含量上升,羰基含量下降，羧基含量和含氧基团的总量先上升而后下降。用浓硝酸处理8 h时，羟基含量最高，为2.490mmol/g；浓硝酸处理4 h时羧基含量和含氧基团总量最高，分别为1.289mmol/g和5.702mmol/g。

摘要： 采用化学气相催化裂解法制备出具有洋葱状结构的碳球,并对其进行石墨化处理.采用TEM和XRD对碳球的微观结构和晶体结构进行表征.大部分碳球的直径在400～500 nm之间,球形度好,其同心环形石墨周期层厚度约为5～10 nm,并在球体中散布着直径在几个纳米～30nm左右的铁金属颗粒.石墨化导致碳球的形貌和结构都发生变化,形成多面体结构,铁颗粒被除去,但是洋葱结构仍然保留.晶体结构更加规整,未处理碳球的d002为0.3417nm,而经过2800°C石墨化处理后,d002降低到0.3396nm.

摘要： 一种复合碳微球的制备方法，包括以下步骤：(1)以小分子糖类、纤维素微晶或热塑性酚醛树脂作为前驱体，通过水热反应制备得到水热碳微球；(2)将步骤(1)中得到的水热碳微球经表面活性剂改性得到改性碳微球；(3)在引发剂的作用下，导电聚合物单体在步骤(2)中得到的改性碳微球表面进行原位聚合得到碳微球前驱体；(4)将步骤(3)中得到的碳微球前驱体在催化剂作用下催化热解，再酸洗、烘干后得到复合碳微球。本发明制备的碳微球的粒径小，具有较高的振实密度，催化热解后，会在复合碳微球的表面形成氮掺杂的无定型碳，有利于提高碳材料的容量和电导率，电化学性能优异。

摘要： 本发明提供在可接近和分离地相互对向配置且至少一方相对于另一方旋转的处理用面之间所形成的薄膜流体中，通过液相还原法使碳黑的表面携载金属微粒子的携载金属的碳的制造方法；并且，提供由球碳分子形成的结晶及球碳纳米晶须·纳米纤维-纳米管的制造方法，其特征在于，将含有溶解球碳的第1溶媒的溶液与比上述第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒，在可接近和分离地相互对向配置且至少一方相对于另一方旋转的处理用面间形成的薄膜流体中，均匀搅拌混合。

摘要： 本发明涉及一种高倍率硅碳负极微球的制备方法及高倍率硅碳负极微球，微球由纳米硅颗粒、内部碳导电网络、外部致密碳层构成，纳米硅颗粒负载于内部碳导电网络上，纳米硅颗粒和导电网络的表面都被一层致密的碳层所包覆，微球上还存在模板刻蚀后处存在的孔洞。制备方法包括以纳米硅、碳材料、模板剂、和粘结剂为原料混合，喷雾造粒，热处理，冷却，除去模板，CVD包碳等步骤。该结构中，内部碳导电网络提供了优良的导电网络，同时也可作为硅体积变化的缓冲基体，表面包覆的致密碳层可以进一步稳定材料结构和提高导电性，模板刻蚀留下的孔洞有利于电解液的浸润和锂离子在微球内部的传导，从而改善了材料的充放电倍率性能。

摘要： 本发明公开了一种介孔钴系碳硅纳米球芬顿催化剂的制备方法，包括以下步骤：制备第一混合溶液步骤、制备固体产物步骤以及焙烧步骤。本发明还公开了一种介孔钴系碳硅纳米球芬顿催化剂以及该介孔钴系碳硅纳米球芬顿催化剂在催化降解有机污染物上的应用。本发明一种介孔钴系碳硅纳米球芬顿催化剂的制备方法制备出一种介孔钴系碳硅纳米球芬顿催化剂具有催化活性高、稳定性高、便于回收循环利用等优点。

摘要： 本发明提供一种压力辅助尺寸可控水热碳球的制备方法及制备的水热碳球，包括如下步骤：S1、配置葡萄糖溶液；S2、将步骤S1配置的葡萄糖溶液放入高压釜中，将高压釜密封，并通过高压釜上的进气口通入气体加压至0.6～3.1MPa；S3、将步骤S2的高压釜加热进行水热反应；S4、将步骤S3中所获得的产物洗涤、干燥，获得水热碳球。本发明通过改变压力，就能高效制备出可调尺寸在60nm～2μm、分散性好、尺寸均一的水热碳球，因此能够提高碳球性能的稳定性。

摘要： 本发明涉及电极材料技术领域，提供了一种采用液相模板制备中空碳球的方法以及一种中空碳球及其应用。本发明采用低熔点化合物为液相模板前体，利用其在预碳化过程中熔融、且在熔融状态下容易与有机分子碳源间形成键合的特性，通过碳源和液相模板的相互作用，对碳材料的微观结构和表面化学成分进行调控，最终合成了中空球状的多孔碳材料。本发明制备得到的中空碳球具有可观的比表面积和孔隙率、丰富的面外嫁接基团、较大的局部层间距，可作为碱金属(锂、钠、钾)离子电池负极材料使用，在储锂、储钠和储钾方面均表现出优异的电化学性能。另外，本发明提供的方法还具有成本低、方法简单、模板容易去除、可大批量生产的优势。

摘要： 本发明属于微纳米碳球制备领域，公开了一种富氧基团超细水热碳球的宏量制备方法及制成的水热碳球吸附剂和应用。该方法包括步骤：以单糖或二糖为碳源，醇为控制剂，利用水热法首先获得糖的高浓度碳化物，然后以糖的高浓度碳化物为种子，并向其中加入新鲜糖和醇水溶液，混合之后形成均一悬浮态混合溶液，最后经过水热处理即可获得超细水热碳球。本发明仅通过种子辅助生长的方法即可稳定获得富氧基团超细水热碳球，制备过程简单可控，并且不需要添加任何模板剂或其它额外的苛刻条件，适合连续性和规模化宏量制备。所得水热碳球具有优良的单分散性和生长可控性，平均尺寸范围可控制在70～200nm。该超细水热碳作为吸附剂对典型VOCs具有较强的吸附作用。

摘要： 本发明公开了一种中空纳米碳球的制备方法及中空纳米碳球，包括以下步骤：S1、将SiO2球放置于管式炉中，抽真空，然后在Ar气氛中升温至750‑800°C；S2、按1：3的气流量比通入氩气和甲烷，炉压140‑210Pa，射频放电，射频功率为300‑400w，保温反应2‑4h；S3、关闭射频电源和甲烷，在Ar气氛中降温至室温，得到内核为SiO2的纳米碳球；S4、使用碱溶液浸渍去除纳米碳球中的SiO2，过滤，干燥，即得中空纳米碳球；通过使用该方法，可在制备过程中实现对中空纳米碳球的壁厚的控制，以根据实际需求制备出不同壁厚的中空纳米碳球，从而实现对中空纳米碳球的有效制备和利用。

摘要： 本发明提供了一种基于混合酚制备纳米碳球的方法及采用该方法制备的纳米碳球，其中，所述方法包括以下步骤：(1)将所述混合酚分散到水、无水乙醇和氨水的混合溶液中，超声处理，获得均一溶液；(2)将甲醛水溶液加入到所述均一溶液中，并在一定温度下搅拌一段时间后，置于反应釜中，在高温下水热数小时；(3)将步骤(2)获得的样品进行离心洗涤、干燥后，在N2氛围下经过高温煅烧，获得所述纳米碳球。本发明以煤焦油中常见酚类化合物为基础，合理选择其中两种或两种以上酚类化合物作为原料制备纳米碳球，从而获得具有高比表面积、良好的孔结构、优异的化学稳定性以及均一形貌的纳米碳球。

摘要： 本发明提供一种氮化钨包覆碳球并在碳球上原位生成氮化钨纳米棒的合成方法，包括以下步骤：1）将含碳有机物溶于溶剂中，搅拌一段时间使含碳有机物充分溶解，将溶液进行溶剂热反应得到碳球并过滤干燥；2）将制备的碳球分散在含钨盐的溶液中，冰浴搅拌，过滤并真空干燥，将所得产物在Ar气下煅烧，制得氧化钨包覆的碳球；3）将氧化钨包覆的碳球进行高温氮化处理，制得氮化钨包覆的碳球并在碳球上原位生成氮化钨纳米棒；本发明合成方法简单，无需其他复杂的操作与设备即可形成较为独特的结构，在电池、催化等能源领域具有很好的应用前景。