sp杂化氮掺杂的石墨炔！非金属催化剂取代铂基催化剂
燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点，使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程，需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中，燃料电池电堆成本占总成本的50%以上，而铂类贵金属催化剂又占电堆成本的50%以上。因此，开发价格低廉的非贵金属ORR催化剂是促进燃料电池规模应用的必然选择。近年来的研究证实，氮掺杂碳基催化剂具有良好的ORR催化活性和稳定性，有望取代铂类催化剂在燃料电池中的应用。氮掺杂构型有很多不同的形式，包括吡啶氮、亚胺氮、吡咯氮、氨基氮、腈基氮、石墨氮和氧化氮等。一般认为吡啶氮的存在创造了ORR活性位点，而其它高性能的氮掺杂类型鲜有报道。 图1. sp杂化氮原子掺杂的石墨炔合成机理图 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室研究员王丹团队及其合作者成功研......阅读全文
石墨炔杂化获进展
燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点，使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程，需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中，燃料电池电堆成本占总成本
石墨炔碳原子杂化类型
碳家族发展历程 碳具有sp3、sp2和sp种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体，如通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等，如下图所示。a金刚石 b石墨 c蓝丝黛尔石 d、e、f足球烯g无定形碳 h碳纳米管 1996年化学诺贝尔奖被授
过程工程所在sp杂化氮掺杂石墨炔的氧还原应用获进展
燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点，使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程，需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中，燃料电池电堆成本占总成本
sp杂化氮掺杂的石墨炔！非金属催化剂取代铂基催化剂
燃料电池具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等众多优点，使其成为最具前景的新型能源转化装置之一。燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)是一个动力学迟缓的过程，需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。传统的 ORR 催化剂主要为价格昂贵的铂类材料。在燃料电池发电系统中，燃料电池电堆成本占总成本
新型的sp掺杂N原子引入石墨炔－性能表现优异
中科院过程工程研究所王丹团队联合中科院化学所李玉良团队，成功在超薄石墨炔材料上引入一种新型的sp掺杂N原子，这种新型的石墨炔材料表现出非常优异的性能。该成果日前发表在《自然—化学》上。 氧还原反应（ORR）是能源储存和转化的基础，在燃料电池中有着重要应用。目前，氧还原反应以铂基催化剂的催化活性
我国科学家成功合成新的碳同素异形体
最近，中科院化学所有机固体院重点实验室科研人员在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的资助下，在石墨炔研究方面取得了重要突破。研究人员利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应，成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的新的同素异形体——石墨炔（graphdiyne）薄膜，研究结果发
化学所成功合成新的碳同素异形体石墨炔
在国家自然科学基金委、科技部和中科院的资助下，中科院化学所有机固体院重点实验室在石墨炔研究方面取得了重要突破。利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应，成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的新的同素异形体-石墨炔（graphdiyne）薄膜。研究结果还证实石墨炔是由1，
石墨炔作为催化剂应用研究获进展
中科院青岛生物能源与过程研究所新型能源碳素材料团队研发了一种氮掺杂的石墨炔材料，用作氧还原反应，表现出优异的催化性能，相关工作近日发表于《应用材料与界面》。 石墨炔是一种新型碳材料，由炔键和苯环连接而成，具有特殊的sp杂化（一种较常见的杂化方式）碳原子，已被报道在光催化、电催化以及生物方面均表
科研人员研发出具有超高储锂性能的三维锗碳炔材料
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制备了一种由线性丁二炔键通过sp3-杂化锗原子构成的类金刚石骨架的三维多孔材料—锗-碳炔（Ge-CDY），并对其电子结构、带隙及锂存储能力进行了深入研究。研究表明Ge-CDY具有优异的离子转移和扩散性能，超高的理论和实验比容量(270
中国科学家首次成功合成石墨炔－开辟碳材料研究新领域
▲大面积石墨炔薄膜▲宏量制备高纯度石墨炔▲二维碳石墨炔的结构模型 石墨炔是一种新的碳同素异形体，其丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性和半导体性能一直吸引着科学家的关注。随着富勒烯、碳管及石墨烯等碳材料陆续通过物理方法成功制备，如何制备石墨炔一直是科学研究的焦点。
开创碳材料家族新成员
金刚石、石墨烯、碳纳米管、富勒烯……碳材料具有庞大的家族成员，一直深深吸引着化学家和材料学家。然而，此前几乎所有风靡全球的碳材料，都是由国外学者开创和引领。“这是我们中国人自己做的碳材料——石墨炔。”近日，在位于中国科学院化学研究所（以下简称化学所）的实验室里，中国科学院院士、中国科学院化学研究所研
石墨炔能源存储材料方面取得系列进展
碳素材料与人类生活密切相关，而石墨炔类材料是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后，一类全新的碳素材料。在结构上讲，它是目前唯一一类通过化学法合成的，同时含有sp和sp2（分别表示两种不同的原子轨道杂化方式）两种杂化形式碳，并具有中国知识产权的二维平面全碳材料。从性能上看，石墨炔类材料具有大的共轭体系、
科学家制备出新型氮掺杂石墨炔－促进燃料电池商业化
中科院过程工程研究所王丹团队联合中科院化学所李玉良团队，成功在超薄石墨炔材料上引入一种新型的sp掺杂N原子，这种新型的石墨炔材料表现出非常优异的性能。该成果日前发表在《自然—化学》上。图片来源于网络氧还原反应（ORR）是能源储存和转化的基础，在燃料电池中有着重要应用。目前，氧还原反应以铂基催化
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
十年耕耘，做中国人自己的碳材料
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519892.shtm 李玉良（左二）指导学生开展科研。 石墨炔在高分辨率电镜下的成像。 石墨炔粉末。 实验室研制宏量合成石墨炔装置。 石墨炔多层结构。受访者供图
青岛能源所在石墨炔基高效储钠电极材料研究中取得进展
石墨炔材料是一种唯一能通过低温、常压下合成，同时含有sp和sp2两种杂化形式碳的二维平面全碳材料，是中国科学家在国际上引领的新的研究领域，具有中国知识产权。目前石墨炔已实现了样品的快速宏量制备，及百平方厘米大面积、高质量薄膜的可控制备（图1）。石墨炔具有大共轭体系、优异的导电性能、及优良的化学稳
石墨烯已经不能满足？“奇迹材料”石墨炔诞生
据最新一期《自然·合成》报道，美国科罗拉多大学研究人员开展的一项研究，已成功合成出科学家们数十年来孜孜以求的一种新型碳——石墨炔。该成果填补了碳材料科学长期存在的空白，或为电子、光学和半导体材料研究开辟全新的途径。 长期以来，科学家们不断探索构建新的碳同素异形体，石墨炔正是研究的焦点之一，因为它
新型燃料电池阴极催化剂问世
日前，记者从中科院过程工程研究所获悉，该所生化工程国家重点实验室研究员王丹团队研发了一种sp杂化氮掺杂的石墨炔，其在催化燃料电池阴极氧还原反应（ORR）中显示出良好的催化性能。研究成果近期发表于《自然—化学》。 燃料电池是一种把化学能转化为电能的装置，具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等
青岛能源所等新型石墨炔储能材料研究获进展
石墨炔，是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后，一种新的全碳纳米结构材料。它是由sp和sp2杂化形成的一种新型碳的同素异形体，是由1，3-二炔键将苯环共轭连接形成的具有二维平面网络结构的全碳材料，具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性，被誉为是最稳定的一种人工合成的二炔碳的同素异
我国学者在石墨烯人造原子中实现轨道杂化
图1 上半部分：真实原子中的(a)未杂化的轨道和(b)sp2轨道杂化示意图;下半部分：人造原子中的(c)圆形势场和(d)椭圆形势场示意图图2 (a,b)数值计算的杂化态(θ形和倒θ形); (c,d)实验观测到的杂化态; (e)杂化态随量子点各向异性程度增加而发生能量劈裂 在国家自然科学基金项目（批
击败石墨烯－新材料之王将易主？
2019年的Nature、Nature Chemistry、JACS等顶刊中，新型纳米材料表现优异，其中金属有机骨架材料（MOF）、石墨炔（GDY）、金属碳化物/氮化物（MXene）和黑磷（BP）材料作为当中的佼佼者，得到了越来越多的关注。 翻红明星 MOF MOF是Metal Organ
青岛能源所在石墨炔能源存储与转化研究中取得进展
可穿戴智能设备是未来科学与社会进步的重要标志之一，也是国家的重大战略需求，其长久的续航能力依赖于高性能的柔性储能电池。针对如何提高电极材料的柔性和容量这一科学问题，在中国科学院院士李玉良的指导下，中科院青岛生物能源与过程研究所新型能源碳素材料团队与中科院化学研究所合作，研发了一种石墨炔基分子材料
研究生院最新研究设计提出碳的一种新结构
最近，中科院研究生院苏刚教授及其博士生胜献雷等人基于密度泛函第一性原理研究，设计提出了元素碳的一种新结构，该结构被命名为T型碳（T-carbon）。相关研究结果近日发表在国际期刊《物理评论快报》上 [X. L. Sheng et al., Physical Review Lette
石墨化设备——石墨化炉
石墨化多用于指钢的石墨化。钢件在工作温度和应力长期作用下，会使碳化物分解成游离的石墨，这个过程也是自发进行的，称为P热强钢的石墨化过程、它不但消除了碳化物的作用，而 且石墨相当于钢中的小裂纹，使钢的强度和塑性显著降低而引起钢件脆断。通常把铸铁中的石墨形成过程称为石墨化过程。 主
西湖大学团队合成石墨单炔及其衍生物，能用于高性能锂离子电池
近日，西湖大学特聘研究员段乐乐和团队采用无金属参与的亲核交联湿化学路径，直接合成了石墨单炔及其衍生物，实现多达 16.5g 石墨单炔的大规模生产。 这种高效、快速、产物可扩展的合成方法，极大降低了经济成本和时间成本，能够满足宏量制备碳材料的需求，预示着其在工业应用中的巨大潜力。 此外，本次研
免疫组化SP法步骤
SP(streptavidin-perosidase)法,即链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结法.按标记物质的种类，如荧光染料、放射性同位素、酶(主要有辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶)、铁蛋白、胶体金等，可分为免疫荧光法、放射免疫法、酶标法和免疫金银法等。按染色步骤可分为直接法(又称一步法)和间接法(二
免疫组化SP法步骤
SP（streptavidin-perosidase）法，即链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结法。按标记物质的种类，如荧光染料、放射性同位素、酶（主要有辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶）、铁蛋白、胶体金等，可分为免疫荧光法、放射免疫法、酶标法和免疫金银法等。按染色步骤可分为直接法（又称一步法）和间接法（二
石墨炔膜材料可实现甲醇零渗透
直接甲醇燃料电池被认为是最有前途的清洁高效能源电池之一，其中，质子交换膜是影响直接甲醇燃料电池能量效率、功率密度等的核心部件。近日，香港科技大学教授赵天寿课题组发现新型二维碳纳米材料石墨炔是较为理想的质子交换膜材料，具备高选择性和高导电性，能有效阻隔甲醇燃料的渗透。相关成果发表于《自然—通讯》上
新研究！石墨炔基新型高效非金属电催化剂
燃料电池是一种重要的新能源装置，其中最新发展的金属-空气电池更是被寄予厚望。然而，金属-空气电池中阴极氧还原和正极氧析出反应动力学过程缓慢，需要大量的贵金属催化剂，大大增加了电池的成本，阻碍了金属-空气电池的大规模商业化进程。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，在制备高效
关于杂化的分类介绍
等性杂化：参与杂化的轨道完全相同的杂化叫做等性杂化。 不等性杂化：参与杂化的轨道不完全相同的杂化叫做不等性杂化。 杂化轨道的类型取决于原子所具有的价层轨道的种类和数目以及成键数目等。常见的有： sp杂化：sp杂化是指由原子的一个ns和一个np轨道杂化形成两个sp杂化轨道，每个sp杂化轨道各