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利用棉花短绒制备出超高比表面积氮掺杂多孔碳材料

新型碳材料的设计是当前材料科学研究的一个热点,碳材料可广泛应用于传感、催化、储能、环境修复等领域。传统制备碳材料的原料都是以化石资源为主,但随着化石能源的大量消耗,环境问题也变得日益突出。因此,开展以可再生的、廉价的、绿色环保的生物质为原料制备碳材料的研究具有重要的意义,也是可持续和绿色化学的目标和方向。 中国科学院新疆理化技术研究所资源化学研究室研究员张亚刚带领其团队立足于新疆资源转化,以新疆丰富的棉花短绒为原料,设计开发了新型碳纤维和功能型氮掺杂多孔碳材料。在前期的工作中,张亚刚团队设计开发了一种以棉花短绒为原料,环保、低成本制备碳纤维的新工艺。在制备碳纤维过程中,采用了较为环保的纤维素氨基甲酸酯工艺(CarbaCell),该工艺与传统制备再生纤维素的方法相比,不仅生产流程更简便,而且在制备再生纤维素纤维过程中更环保。相关研究成果发表在国际刊物ACS Sustainable Chemistry & Engine......阅读全文

学术干货 | 多孔材料中电荷及物质传输

  多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有:一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构;由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料;更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构,通常称之为“泡沫”材料。如果

微孔碳材料的CO2等量吸附热测定

  本文主要详细介绍了活性炭材料的CO2等量吸附热的测定方法。实验采用麦克仪器公司3Flex气体吸附仪对活性炭样品进行CO2吸附等温线测试,测试过程中的样品恒温由iso-controller低温热电制冷杜瓦控制。测试结束后使用麦克仪器公司的MicroActive软件计算所有表面覆盖范围(从零到饱和)

新疆理化所在植物基功能型碳材料设计制备领域取得进展

  功能型碳材料是以碳作为基本骨架的新型材料。这类材料具有发达的孔隙、高的比表面积、优良的耐热性能,孔径大小可调等优点,使其在催化、吸附、传感、分离以及储能领域有着广泛的应用。采用各种可再生资源为原料来制备新型碳材料,成为近年来的一个研究热点。  中国科学院新疆理化技术研究所资源化学研究室研究员张亚

重金属离子废水染料废水处理方法

在介绍了三种多孔炭材料制备方法与特点的基础上,综述了多孔炭材料作为吸附剂在重金属离子废水、染料废水和其他废水处理中的应用研究进展。由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的多孔炭材料在具备炭材料性质(如化学稳定性高、导电性好、价廉等)优点的同时,还具有比表面积大等特点。因此,多孔炭材料可应用于分离净化、催

海峡两岸碳材料研讨会举行

  8月24~29日, 由清华大学和四川士达特种碳材料有限公司联合主办的第11届海峡两岸碳材料学术研讨会在四川省广汉市举行。来自海峡两岸的专家就碳材料在未来的综合应用进行了深入探讨。   围绕石墨烯与纳米碳材料、天然石墨深加工、特种石墨、能源与环境用碳材料、多孔碳及其吸附、碳纤维与碳/碳复合材

新疆理化所制备出超高比表面积氮掺杂多孔碳材料

  新型碳材料的设计是当前材料科学研究的一个热点,碳材料可广泛应用于传感、催化、储能、环境修复等领域。传统制备碳材料的原料都是以化石资源为主,但随着化石能源的大量消耗,环境问题也变得日益突出。因此,开展以可再生的、廉价的、绿色环保的生物质为原料制备碳材料的研究具有重要的意义,也是可持续和绿色化学的目

我国学者利用三维网络碳材料研制双碳钠离子混合电容器

  混合电容器技术将二次电池和超级电容器进行“内部交叉”,兼具高能量密度、高功率密度及长寿命等特性。目前,锂离子混合电容器已实现商业化应用。但锂资源不足和分布不均会限制锂基储能器件大规模应用及可持续发展。钠钾资源丰富、分布广泛、价格低廉,与锂的物理化学特性相似,使得钠钾离子储能器件有望成为锂基储能体

中国科大设计出一种储能性能优异的掺氮多孔碳材料

  近日,中国科学技术大学教授朱彦武课题组利用富勒烯作为前驱体开发设计了一种具有优异储能性能的掺氮多孔碳。该研究成果发表在12月19日出版的《先进材料》(Advanced Materials)上(DOI:10.1002/adma.201603414)。  由于其高比表面积和大量的反应活性位点,掺氮多

Nature Materials连发2篇论文:MOFs在工业气体分离最新进展

  MOFs基于其独特的孔道结构和丰富的金属-配位化学可调性质,在分离、催化、能源、器件等诸多领域表现出诱人的前景。2020年2月4日当天,Nature Materials连续发表2篇研究论文,分别介绍了MOFs在工业气体分离和能源器件中的最新进展。  值得一提的是,在此之前不久,MOFs已经陆续发

百人团队研制用于高效CDI脱盐的生物质衍生氮掺杂多孔碳

  固体所环境与能源纳米材料中心在生物质衍生氮掺杂多孔碳作为多功能电极材料在金属锌-空电池自驱动脱盐应用研究方面取得重要进展,相关研究发表在Chemical Engineering Journal (Chem. Eng. J. 334, 1270-1280 (2018))上。(a) NPC-800组

东方科技论坛关注碳基新能源材料

  在日前于上海举行的第242期东方科技论坛上,包括李述汤、赵东元、林宗虎、成会明等院士在内的参会专家指出,新能源及新能源材料是实现经济可持续发展最具决定性影响的技术之一,而碳材料在发展新能源及新能源材料方面地位重要,我国必须抓住机遇,增强国内碳基新能源材料基础研究的整体实力,争取在新材料及新能源等

我国学者成功研制多孔微晶碳正极的高效钠基双离子电池

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院(下称深圳先进院)集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其研究团队联合湖南大学马建民教授和吉林师范大学杨景海教授通过自模板法,成功制备出三维多孔微晶碳材料用于双离子电池正极,且容量大、循环寿命长。相关研究成果以“High-Performance Cathode

棉花短绒变身电池原料

  小小的棉花短绒,居然可以成为制造电池的原料,还能吸附化学试剂。最近,中国科学院新疆理化所资源化学研究室研究员张亚刚带领的研究团队就以棉花短绒为原料,设计开发了新型碳纤维和功能型氮掺杂多孔碳材料。  传统的碳材料制备方法需要消耗大量的化石能源,还伴随着环境问题。多年来,该团队以棉花短绒为突破口,力

长春应化所在碳材料电分析化学研究方面取得系列进展

  近日,中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室徐国宝课题组应邀撰写的综述Recent development of carbon electrode materials and their bioanalytical and environmental applications在Ch

全方位解析全固态锂离子电池

全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液,有望从根本主解决电池安全性问题,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。其关键主要包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固态电解质以及适用于全固态锂离子电池的高能量电极材料、改善电极/固态电解质界面相容性。全固态锂离子电池的结构包括正极、电解

分级多孔碳结构作为超级电容器电极材料

  由于碳材料优良的导电性,可裁剪性,价格低廉,它已被广泛研究作为超级电容器的电极材料。几十年来,碳基超级电容器电极的电容一般保持在100和200 F g-1之间。近来,一种被称为分级多孔碳的新型碳材料,其电容超过了300 F g-1,该类材料实现了传统碳材料在超级电容器应用中的新突破。分级多孔碳含

有序介孔碳固相微萃取涂层测定水中氯苯类有机污染物

自从1989年加拿大滑铁卢大学Pawliszyn教授LU发明固相微萃取(SPME)技术以来,该方法因具有快速、灵敏、方便等优势,己成为一种重要的样品分析前处理技术。萃取头涂层则是SPME技术的核心。研发新型涂层材料是该领域的研究热点。目前各种有机涂层,如PA , PDMS, PDMS VB 等己实现

石墨亲锂还是疏锂?解决它,锂电池有救了

  自上世纪90年代被商业化以来,由于其高能量密度以及长循环寿命,锂离子电池被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。近年来,为了进一步提高锂电池的能量密度,金属锂负极由于其超高的理论容量(3861 mAh/g)再一次引起了全球科研工作者的广泛关注和强烈兴趣。为应对金属锂负极循环过程中所存在的体积

青岛能源所开发出基于石墨炔的高性能储钠材料

  中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组研究发现,通过对石墨炔碳材料进行分子设计控制炔键的数目,增加更多的储钠位点和传输通道,进而制备出具有更好电化学表现的储钠材料,其优异的比容量和超长的循环稳定性表明石墨炔类碳材料在储能方面具有巨大的应用潜力。  由于钠元素在全球含量丰富且廉

材料前沿丨石墨炔:从发现到应用

编者按:《石墨炔:从发现到应用》为国内外第一部全方位、系统地介绍石墨炔从基础科学研究到实际应用探索的前沿著作。由我国首次发现石墨炔的专家,中国科学院院士李玉良先生及其团队核心专家李勇军研究员共同撰写。内容新颖、权威,科学性和可读性强!合成、分离新的不同维数碳同素异形体是过去二三十年研究的焦点,科学家

中国科大水面高粘度原油的连续吸附与清理研究获进展

  中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室、化学与材料科学学院教授俞书宏课题组在高粘度浮油吸附材料设计上取得突破性进展,首次将焦耳热效应引入到多孔疏水亲油吸油材料中,设计并研制出可快速降低水面上原油粘度的石墨烯功能化海绵组装体材料和连续收集环境中泄漏的原油的收集装置,大幅提高了吸油材料对高粘度

大连理工:超级电容器解决储能材料研究难题

   大连理工大学化工与环境生命学部教授邱介山领导的能源材料化工学术团队在高性能储能设备所用储能材料的研究方面取得了新进展。近日,相关研究成果作为封面发表于《先进能源材料》期刊。  近年来,纯电动车和混合电动车等高性能新能源交通运输工具的发展态势强劲,与此同时,新型高效储能设备的设计和开发也成为摆在

五部委发布137项优先发展高技术产业领域指南(2011年度)

  发改委网站2011年10月20日刊文,由发改委、科技部、工信部、商务部、知识产权局联合研究审议的 《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011年度)》,现予以发布。《指南》确定了当前优先发展的信息、生物、航空航天、新材料、先进能源、现代农业、先进制造、节能环保和资源综合利用、海洋、高技

苏州纳米所柔性超级电容器研究获进展

  随着柔性电子学的发展,可穿戴电子设备正在飞速进入人们的生活。为了实现可穿戴器件的产品化,其供能部件也需要柔性化和高性能化,因此,高性能的柔性储能器件将越来越显示出其潜在的市场价值。超级电容器作为一种新型的电能存储器件,能量密度高于传统的平行板电容器,功率密度和使用寿命优于锂离子电池,因而被广泛研

第三期原子光谱沙龙活动报道

原子荧光现场检测技术 北京吉天仪器有限公司 刘霁欣博士   接下来,来自北京吉天仪器有限公司的刘霁欣博士为大家带来题为《原子荧光现场检测技术》的报告。   原子荧光简要介绍   原子荧光是极具“中国特色”的原子光谱产品,我国具有完全的自主知识产权,并建立了40多项相关国家和行业标准。

合肥研究院金属有机骨架衍生材料的电化学应用获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在高性能超级电容器与电催化电极材料的构筑及应用方面取得新进展。相关结果以全文形式在Journal of Materials Chemistry A (J. Mater. Chem. A 5, 9873-9881 (2017))

中国科大设计出一种高性能超级电容器电极材料

  近日,中国科学技术大学教授朱彦武课题组开发设计了一种三维分级多孔碳材料,作为超级电容器电极时,展示出优异的电化学储能行为。相关研究成果发表在5月3日的Advanced Materials 上。论文第一作者为课题组的硕士生徐进。  朱彦武团队前期通过氢氧化钾活化微波剥离的氧化石墨烯,制备出优异的超

我所发表碳基催化剂用于费托合成的综述文章

  近日,我所催化基础国家重点实验室微纳米反应器与反应工程学研究组(05T7组)刘健研究员团队与法国国家科学院催化与固体化学研究所(UCCS, CNRS)Andrei Y. Khodakov研究员团队联合发表了题为“Carbon-based catalysts for Fischer–Tropsch

生物质衍生碳基电催化剂构筑及应用研究获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在生物质衍生碳基电化学催化剂方面取得一系列进展。该系列研究为以廉价、资源丰富的生物质资源作为原材料制备高性能碳基电化学催化剂开拓了新的思路,具有重要的实际应用意义。相关研究成果相继发表在Phys. Chem. Chem. Ph

福建物构所高能量密度锂硫电池研究取得进展

  人们对便携式电子设备、电动汽车和大型智能电网等需求的不断增长推动了能量存储技术的快速发展。由于硫具有高的理论比容量、丰富的自然储备、低成本和环境友好等特点,锂硫电池被认为是一类有前景的下一代能量存储系统。但是硫的导电性差、多硫化物的穿梭效应以及充放电循环中的体积膨胀等问题,仍然制约着锂硫电池的商