介孔碳

摘要： 以白酒糟为碳源、纳米SiO_(2)为模板剂,通过调控三聚氰胺添加量一步法制备了系列氮掺杂介孔碳(NMCs)。采用N;吸附/脱附、XPS、XRD、FT-IR、Raman等手段对NMCs的结构与表面性质进行表征,并将NMCs用于催化过硫酸盐(PS)处理盐酸四环素(TC)废水。结果表明,三聚氰胺投加量的不同,对NMCs的孔结构影响不大,孔径集中分布在3.8 nm附近,比表面积在138~184 m^(2)/g之间;NMCs催化降解TC的活性随着三聚氰胺投加量的增大而增强,其增强与表面吡啶氮和石墨氮2种含氮官能团密切相关。NMCs活化PS降解TC符合准二级动力学,反应活化能为20.29 k J/mol;当三聚氰胺添加量为白酒糟质量的14.5%时,其催化活性最好。在反应温度为25°C,催化剂投加量为0.4 g/L,PS投加量为0.4 g/L和较宽的pH范围(4.0~11.0)条件下,50 mg/L的TC溶液在反应60 min后,降解率可达82.9%。自由基掩蔽结果表明,表面自由基反应起主要作用。催化剂循环使用4次后,通过高温再生,催化活性可恢复至原来的86.9%。

摘要： 采用纤维素纳米晶(NCC)为模板,正硅酸甲酯为硅源前驱体,蒸发自组装、高温碳化制备了手性向列型介孔碳.SEM和BET比表面积及孔隙分析表明该介孔碳材料保持了NCC高度有序的左旋手性向列型微观结构,比表面积高达449 m^(2)g^(-1),孔体积为0.51 cm^(3)g^(-1),平均孔径5.43 nm.以手性向列型介孔碳为载体固定漆酶制备漆酶电极,研究了该漆酶电极对邻苯二酚的直接电化学行为和催化氧化还原性能,并成功应用于邻苯二酚的定量检测.结果表明,邻苯二酚在漆酶电极表面能进行直接的电化学反应,该漆酶电极构成的生物传感器对邻苯二酚具有良好稳定的电流响应,线性检测范围为1.1~22.8μmol/L,选择灵敏度为0.016 A/(mol/L),检测限为0.217μmol/L.该漆酶电极具有良好的选择性、稳定性和重现性,较高的灵敏度和较低的检测限,在废水邻苯二酚检测领域具有广阔的应用前景.

摘要： 采用水热合成、高温炭化工艺制得酚醛树脂基有序介孔碳(OMC),通过Cu(NO_(3))_(2)溶液浸渍、中低温煅烧制备OMC负载纳米CuO_(x)(CuO_(x)@OMC)材料。使用透射电子显微镜(TEM)、X线衍射仪(XRD)和N_(2)吸附脱附法等对材料的形貌和结构进行表征,考察CuO_(x)@OMC材料对2,4二氯苯酚的吸附性能。结果表明:CuO_(x)@OMC具有较好的有序介孔结构,在3.20和17.40 nm附近各有一个孔径分布峰,10.0~20.0 nm粒径的CuO_(x)较均匀地分散在OMC表面。CuO_(x)@OMC对2,4二氯苯酚的吸附过程更符合Langmuir等温吸附方程和准一级动力学方程,对2,4二氯苯酚的吸附性能明显高于OMC和CuO_(x),且吸附后容易脱附再生,体现出较好的循环使用效果。

摘要： 该试验自主研发磁性纳米粒子负载十八烷胺功能化介孔碳复合材料,基于QuEChERS技术联合气相色谱-质谱联用仪开发一种绿叶菜有机磷农药残留量快速检测样品前处理方法。该磁性介孔复合材料的表面结构特征通过透射电子显微镜、X-射线衍射、磁强计、氮气吸附-脱附等手段进行了表征。实验结果表明,与传统的净化剂相比,该磁性介孔材料能够很好地消除基质干扰,提高检测效率,操作简单。绿叶菜基质中16种有机磷农药残留量在0.02~0.25μg/mL具有良好的线性关系,相关系数(R^(2))在0.9943~0.9997,在0.02、0.05、0.10 mg/kg添加水平下,绿叶菜基质中16种有机磷农药平均回收率在81.3%~94.0%,相对标准偏差<10%,检出限为0.01~0.08μg/mL。将该方法应用于实际绿叶菜样品的检测,结果显示所有绿叶菜样品均符合有机磷农药最大残留限量标准。该方法具有灵敏度高、通用性强、准确度高、稳定性好、经济环保等优点,适用于其他蔬菜及水果中农药残留量检测样品前处理中。

摘要： 介孔碳纳米材料因具有快速传输通道、优异的导电性、极高的比表面积和出色的化学稳定性在众多领域受到广泛关注。实现介孔碳纳米材料的可控制备和精准改性是当前的研究热点和重点。基于此,本文分析总结了这类材料的制备和改性方法,并讨论了存在的问题和未来研究方向。

摘要： 以磷酸为磷源,三嵌段共聚物F127为软模板,通过简单的低温水热法制备了磷掺杂介孔碳(PMCs)。通过透射电镜、能谱仪等多种测试方法以研究磷掺杂对介孔碳形貌结构的影响,利用电化学工作站研究对性能的影响。结果表明,所制备的复合材料PMC-4的比表面积为645.95 m^(2)/g,平均孔径为4.0 nm。电化学测试表明,通过调整磷掺杂量可获得最大比电容。在电流密度为0.5 A/g下,PMC-4容量可达172 F/g。磷原子的引入能提高介孔碳的电催化活性,增强电解质和电极之间界面的润湿性以改善介孔碳的电化学性能,合成的磷掺杂介孔碳材料可作为很有潜力的电极材料。

摘要： 近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员江河清带领的膜分离与催化研究组与中国海洋大学等单位合作开发出一种氮掺杂介孔碳负载钌(Ru)单原子和纳米团簇催化剂。该催化剂在碱性和酸性条件下表现出优异的电催化析氢性能,能够在低过电位下实现工业化水平的大电流密度。科研人员研究发现,催化剂中Ru主要以四氮化钌结构以及Ru纳米团簇的形式存在,二者之间存在电子转移现象。

摘要： 以壳寡糖(COS)为碳前驱体,三嵌段共聚物(F127)和正硅酸乙酯(TEOs)为模板剂,通过溶胶-凝胶法制备了一种用于超级电容器的原位氮掺杂介孔碳材料(COS-NMC-x)。借助质谱仪、TG-DTG、XRD、Raman光谱、N_(2)吸附/脱附、XPS、FT-IR、亲水性以及电化学评价等手段对材料进行了表征,以研究材料的物化性质和电化学性能。结果表明,COS-NMC-x材料的比表面积、孔容、氮原子数分数随超声时间的增加呈先增后减的趋势,当超声时间为15 min时,样品的比表面积、孔容、氮原子数分数到最大,接触角最小,分别为144.94 m^(2)·g^(-1)、0.19 cm^(3)·g^(-1)、7.59%和23.16°。同时对COS-NMC-x进行了电化学性能评价,在电流密度为0.5 A·g^(-1)时,样品的比电容为189 F·g^(-1),远高于同组其他材料,说明较大的孔隙结构和氮原子数分数等有利于材料的电化学性能提升。在10 A·g^(-1)下经过5000次循环之后,该材料的电容保持率达到114%,表现出良好的电化学性能,在超级电容器应用方面展现出巨大的应用潜力。

摘要： 有机染料废水因色度大、成分复杂、难于生物降解且具有强酸、强碱性,因此净化处理过程难度较大。以P123为模板剂,酚醛树脂为碳源,FeSO_(4)·7H_(2)O、CaCl_(2)、MgSO_(4)分别为铁、钙、镁源,采用水热合成—蒸发诱导自组装的路线制备了Ca/Mg掺杂介孔碳,并探究了其对甲基橙染料的吸附性能。结果表明,介孔碳的吸附过程受到吸附时间、染料初始含量、吸附剂的吸附饱和时间等因素的影响,引入金属氧化活性位点Ca/Mg后,介孔碳对染料的吸附性能得到显著提高,且吸附性能Mg掺杂较Ca掺杂理想。pH对甲基橙在此三种吸附材料上的吸附影响甚微,吸附过程以物理吸附为主导,是自发的放热过程。通过Mg掺杂,其吸附甲基橙的最大吸附量由6.88 mg/g增加至49.12 mg/g。因此,镁基掺杂在提高介孔碳对有机染料吸附方面具有较大开发潜力,后期应进一步探究其制备控制过程,提高吸附量。

摘要： 以脱乙酰度85％壳聚糖为碳源、F127为致孔剂、三聚磷酸钠为交联剂,利用软模板法制备介孔碳材料.通过FTIR、Raman、N2吸附/脱附分析仪、XRD、XPS以及TEM等手段对介孔碳结构进行表征.探讨乙酸浓度对介孔碳孔结构的影响及对单宁酸的吸附性能.结果表明,当乙酸浓度为0.17mol·L-1,碳源与致孔剂、交联剂质量比为1:0.5:0.25时制备的介孔碳总孔容、比表面积以及平均孔径分别为0.41cm3·g-1、237.2m2·g-1、5.01nm,单宁酸的最大平衡吸附量可达110.2mg·g-1.

摘要： 钠离子电池具有资源丰富、成本低廉、环境友好等特点,被认为是替代锂离子电池作为下一代电动汽车动力电源及大规模储能电站配套电源的理想选择.寻找合适储钠正负极材料尤为关键.至今已研究过得储钠负极包括碳材料、合金化、嵌入化合物和转换反应材料.但是都面临着体积膨胀,循环性能差得问题.二氧化钛是一类嵌入化合物负极.不同隧道结构的TiO2表现不同的嵌钠性质.单斜相的TiO2(B)纳米管,其(001)晶面具有0.56nm的层间距,适合钠离子的嵌入脱出,在3.0-0.8V具有～80mAh g-1的可逆比容量.锐钛矿TiO2,可以实现0.41Na(140mAh g-1)的可逆比容量.本文采用一步式水解法结合煅烧合成介孔碳辅助纳米晶二氧化钛,具有介孔微孔复合孔结构,孔体积0.20cm3g-1,以及表面积40.3cm2g-1.在0.1C电流密度下放电259mAh g-1,1C充放循环150周后容量保持在11059mAh g-1.介孔碳的引入显著提高了电子电导,缩短了钠离子迁移路径,倍率性能明显提升.为寻找具有高钠离子脱嵌性能的储钠负极提供了新的思路.

摘要： 有序介孔碳不仅拥有良好导电性能,而且具有很大的比表面积和规整的孔道结构,以及容易功能化的优越性能,在能量储存、电催化、气体吸附分离等方面有应有价值.采用有序介孔碳及其改性材料修饰电极在电极材料研究领域具有良好的前景.相比于其他化学修饰电极，碳材料可再生，环境友好，避免大量使用贵金属等特点，此外有序介孔碳规整均一的介孔结构为电化学合成催化提供了择形催化的可能；高的比表面积是负载具有催化活性金属的理想载体；易功能化为特异性选择催化提供了条件。因此，研究改性介孔材料修饰电极具有重要意义。以SBA-15为模板，采用水热法制得CMK-3。以CMK-3为基底，乙酰基甲酰胺为单体，偶氮二异丁腈为引发剂，原位聚合制得PVA-CMK-3; AgN03为前驱体，水合肼还原制备得到Ag@PVA-CMK-3复合介孔碳材料。由于纳米银颗粒较好的分散在有序介孔碳中，其电活性面积相对银电极大，因此其电催化活性相对较高。而e曲线（Ag@PVA-CMK-3/GC电极）的还原峰电位最正，在-1.59V，说明氮掺杂介孔碳对负载银材料修饰的电极使得其电化学催化活性有显著的提高。

摘要： 本文结合适配体的高度特异性和二茂铁、多壁碳纳米管、有序介孔碳的良好导电性能,制备了适配体生物传感器,用于果蔬中毒死蜱的检测.介孔碳具有高的比表面积,利用壳聚糖良好的分散性将介孔碳分散.二茂铁可以增强电流的传递,将二茂铁与多壁碳纳米管进行混合,用二者对玻碳电极进行修饰,制成具有良好导电性能的Fc-MWNTs/OMC复合膜生物传感器,具有响应速度快,检测灵敏度高,稳定性好等优点.

摘要： 本文的研究是为了实现蔬菜在生产销售过程中对农药残留是否超标进行直接、快速的检测,以保障蔬菜生产企业的经济利益以及消费者的身体健康.研究了丝网印刷电极的修饰以及乙酰胆碱酯酶在丝网印刷电极上的固定方法.实现蔬菜中的农药残留的现场快速检测.采用纳米有序介孔碳-壳聚糖/纳米四氧化三铁-壳聚糖复合修饰材料在丝网印刷电极表面构建了乙酰胆碱酯酶传感器.对影响酶传本文感器性能的参数:测试底液的pH值、乙酰胆碱酯酶的负载量、农药对酶的抑制时间等进行了优化,确定了乙酰胆碱酯酶传感器的最佳测试条件.并在最佳条件下,将制备的有序介孔碳-壳聚糖/纳米四氧化三铁-壳聚糖复合修饰酶传感器用于甲胺磷农药标准液及实际样品的检测,得到的相关线形方程为:y=21.843x-0.2084,相关系数为0.9928,加标回收率在94.7％-116％,其相对偏差在0.68-3.5之间.

摘要： 硅在已经研究的锂电池负极材料中,具有已知的最高的理论容量,有望成为非常具有潜力的下一代高性能锂离子电池负极材料.然而,硅负极在脱嵌锂的过程中伴随着严重的体积膨胀(高达300％),导致硅颗粒破碎、粉化,使材料失去活性,最后导致电池容量的损失.此外,硅自身的电导率不高,倍率性能差,严重限制硅在锂电池负极材料的应用.本文采用溶剂挥发诱导自组装合成法,即将硅粉和单壁碳纳米管加入含有F-127模版剂的可溶性酚醛树脂中,溶剂挥发后,通过热聚合和退火过程,在纳米硅粉上原位生长介孔碳三维网络,得到硅/碳纳米管/有序介孔碳复合材料.对该复合材料的充放电性能和电池容量进行了测试,并研究了硅含量对复合材料充放电性能和电池容量的影响.结果表明:在合成的含有17％,41％,58％硅的复合材料中,硅含量为41％时,性能最好,首次放电比容量高达1653mAh g-1,首次库仑效率为70.1％,经过50次充放电循环后可逆容量仍高达918mAh g-1,表现出良好的循环性能及倍率性能.复合材料优异的电化学性能,主要归因于具有良好导电性与弹性的碳纳米管与具有高比表面积,稳定机械性能及均一有序孔道结构的介孔碳构成的网络结构,使该复合材料能有效释放硅体积变化产生的应力,并且由碳纳米管和介孔碳构成的三维立体网络为锂离子和电子的快速传输提供了通道.

摘要： 以SBA-15为模版,蔗糖为碳源,高温碳化后再除去氧化硅得到有序介孔碳CMK-3.X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,所得材料具有高度有序的介孔结构.以CMK-3为吸附剂对亚硝基二苯胺(NDPhA)进行吸附研究,结果表明:CMK-3对亚硝基二苯胺(NDPhA)的吸附动力学符合准一级吸附动力学模型,CMK-3对亚硝基二苯胺的吸附等温线为S型吸附,吸附性能良好.

摘要： 介孔材料在催化、吸附、分离、生物医药、储能等方面的应用已成为大家关注的焦点,新型介孔材料的研究开发是当今材料科学的重要研究内容之一.介孔碳材料作为超级电容器储能材料具有充电时间短、温度特性好、绿色环保、应用广泛、使用寿命长等特点.目前,文献报道的介孔碳材料制备方法主要有催化活化法、溶液凝胶法、硬模板法和软模板法等.软模板法具有操作简单经济,所得材料孔道均一分布均匀等优势,成为一种合成介孔碳材料的简洁有效的方法.本文以F127为模板剂,蔗糖为碳前体,Co(NO3)2·6H2O为金属源,通过软模板法制备了一种具有较好电化学性质的介孔碳/纳米钴复合材料.首先,使模板分子与碳前体通过氢键结合,再与金属盐Co(NO3)2·6H2O一同加入反应釜180°C水热反应聚合,最后碳化除去F127模板剂即可获得介孔碳/纳米钴复合材料.

摘要： 本文以介孔碳CMK-3为载体，辣根过氧化物酶为研究对象，利用顺序注射-紫外可见分光系统，研究了固定化酶的在线制备和实时活性评价。结果表明：在最佳条件下在线制备的固定化辣根过氧化物酶，对0.1mmol/L-10mmol/LH2O2的催化表现出良好的线性关系，且与底物邻苯二胺的亲和性较强，米式常数Km=2.28mmol/L。

摘要： 武器装备隐身化在现代军事中其有重要的地位,因此开发结构性吸波材料对于国防具有重要的意义。本文中介绍了一种新型的介孔碳/石英复合的吸波材料，当介孔碳的体积分数达到10 vol％时，该复合材料的插入损耗平均高达40 dB左右，高于同含量的碳纳米管/石英复合材料的插入损耗(30 dB左右)。吸收损耗是该有序介孔碳/石英复合材料对微波衰减的主要贡献。同时，通过对其电学、微波电磁性能和结构的分析，可以判断该复合材料特殊的微观结构使其具有了优良的微波衰减性能。

摘要： 碳材料由于具备导电性、抗腐蚀、高稳定以及多孔结构等特性,一直都是电-Fenton体系阴极的首选材料.在电-Fenton体系中,氧气在阴极扩散还原成H2O2,其进一步与亚铁离子反应生成羟基自由基,从而使有机物降解.有序介孔碳作为一种新型的碳材料,由于具有规整的孔道结构,宽大的孔径,高孔容,高比表面积而广泛的应用于催化、储氢、水处理等各个领域.将有序介孔碳应用于电-Fenton体系作为一种新型氧扩散阴极还未见其报道.本文主要就OMC-ACF新型复合材料的制备及其应用展开了详尽的论述.

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： 本发明公开了一种比表面积和孔容可控的微介孔碳材料制备方法以及由该方法制得的微介孔碳材料，该方法先将聚硅氧烷先驱体加热后使其发生交联反应，然后进行破碎、高温裂解、球磨后得到碳前驱体；再利用碳化物衍生碳法进行氯化刻蚀，得到含Cl微介孔碳材料；最后采用氨气或氢气进行后处理，得到不含Cl的微介孔碳材料。本发明的微介孔碳材料的比表面积为1016～2950m2/g，平均孔径为1.8～9.4nm，孔容量为0.521～2.567cc/g，微孔孔含量为0.160～1.125cc/g，介孔孔含量为0.035～2.110cc/g。本发明具有成本低、工艺步骤简便、制备温度低、成型性好、产品性能可控等优点。

摘要： 以介孔碳和介孔二氧化硅为硬模板制备介孔LaFeO

摘要： 本发明公开了一种比表面积和孔容可控的微介孔碳材料制备方法以及由该方法制得的微介孔碳材料，该方法先将聚硅氧烷先驱体加热后使其发生交联反应，然后进行破碎、高温裂解、球磨后得到碳前驱体；再利用碳化物衍生碳法进行氯化刻蚀，得到含Cl微介孔碳材料；最后采用氨气或氢气进行后处理，得到不含Cl的微介孔碳材料。本发明的微介孔碳材料的比表面积为1016～2950m2/g，平均孔径为1.8～9.4nm，孔容量为0.521～2.567cc/g，微孔孔含量为0.160～1.125cc/g，介孔孔含量为0.035～2.110cc/g。本发明具有成本低、工艺步骤简便、制备温度低、成型性好、产品性能可控等优点。

摘要： 以介孔碳和介孔二氧化硅为硬模板制备介孔LaFeO

摘要： 本发明涉及一种有序双介孔碳石墨烯材料或有序双介孔碳材料的制备方法，本发明利用单分散的胶体纳米颗粒共组装形成的二元超晶体，结合配体交联‑碳化技术，将颗粒表面固有的有机配体分子转化成三维贯通的碳包覆层。以碳包覆的二元超晶体为模板，通过酸刻蚀移除纳米晶颗粒模板后，获得具有高度有序结构的双介孔碳；在此基础上，结合石墨化处理制备有序的双介孔石墨烯材料。通过调控不同拓扑结构的二元超晶体以及控制配体交联‑碳化的反应温度，可以制备出新型双介孔碳材料，其拓扑结构包括NaCl、CsCl、CuAu、AlB2、MgZn2、CuAu3、FeC4、CaCu5、CaB6、NaZn13型。具有特定拓扑结构的有序双介孔碳材料具有良好的导电性，同时也具备有序双介孔材料的特点，展现出超高的比表面积、孔体积以及优异的传质特性，可被广泛应用在双电层电容器、锂离子电池等储能器件中。

摘要： 本发明涉及介孔碳、燃料电池用电极催化剂、催化剂层、燃料电池和介孔碳的制造方法。介孔碳具备由一次粒子连接的连接结构，该一次粒子由具有一次细孔径小于20nm的一次细孔的碳粒子构成。介孔碳的利用压汞法测得的二次细孔径处于20～100nm的范围内的二次细孔的细孔容量为0.42cm3/g～1.34cm3/g。另外，介孔碳的线性度为2.2～2.6。燃料电池用电极催化剂具备介孔碳以及担载于介孔碳的一次细孔内的催化剂粒子。进而，催化剂层具备燃料电池用电极催化剂和催化剂层离聚物。

摘要： 本发明提供一种中空介孔碳固定酶的制备方法，包括以下步骤：S1中空介孔碳的模板的准备：准备模板材料，所述模板材料能被酸性蚀刻剂蚀刻掉；S2中空介孔碳的制备：将所述模板材料与碳源溶液混合均匀，随后离心、干燥，制得外表面包裹有碳源的模板材料；在惰性气体保护下，将外表面包裹有碳源的模板材料经过煅烧进行碳化后，冷却至常温，得到干燥的粉末，即，外表面包裹有碳的模板材料；然后，用所述酸性蚀刻剂蚀刻掉碳内部的模板材料，得到中空介孔碳；S3酶的固定：将中空介孔碳加入PBS中，超声处理后，加入脂肪酶溶液，在35‑40°C下振荡后，依次经离心、洗涤和真空冷冻干燥后，得到中空介孔碳固定酶。

摘要： 本发明公开了一种有序介孔碳材料、介孔碳多巴胺传感器、其制法及应用。所述有序介孔碳材料的制备方法包括：提供包含嵌段聚合物、酚醛树脂预聚物的混合体系，将所述混合体系升温至110～130°C并保温12～18h，之后在惰性气氛中，使所获固化物于900～1000°C高温碳化40～60min，获得有序介孔碳材料。所述介孔碳多巴胺传感器包括：所述有序介孔碳材料、导线和封装材料，所述有序介孔碳材料与导线连接，且连接处采用封装材料进行封装。本发明的可清洁介孔碳多巴胺电化学传感器可通过电化学方法实现对多巴胺浓度的检测，并且具有较宽的线性检测范围和较高的检测灵敏度，具有优良的稳定性、重复性、重现性。

摘要： 一种有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法、亲水性的有序介孔碳及其应用；表面钝化修饰处理方法，包括如下步骤：将过氧化氢和有序介孔碳混合，在55摄氏度至70摄氏度的预设温度下进行钝化修饰反应，制备得到亲水性的有序介孔碳。上述有序介孔碳表面的钝化修饰处理方法，通过采用具有强氧化性的过氧化氢来对有序介孔碳进行钝化修饰；反应在较为温和的55摄氏度至70摄氏度的预设温度下即可完成反应，能够大幅提高有序介孔碳表面的含氧基团浓度，这些含氧基团的存在可改善电解液与电极材料之间的接触角，如此，使原本憎水且具有惰性的OMC变得亲水且具有一定的化学活性。