废弃生物质多孔碳电容脱盐电极材料研究取得进展
近日,中国科学院城市环境研究所郑煜铭团队(污染防治材料与技术研究组)在废弃生物质多孔碳应用于电容脱盐方面取得新进展。该研究揭示了提高碳电极材料石墨氮含量对增强电容脱盐性能的内在机制。 碳材料因储量丰富、环境相容性高,成为电容去离子(Capacitive deionization,CDI)电极材料研究的热点。然而,制备良好亲水性、高比表面积、适合孔径分布、高导电性、稳定电化学性能的碳电极材料颇具挑战性。因此,亟需发展一种绿色、低成本的方法来制备具有特定形态或孔隙结构的杂原子掺杂碳电极材料。近年来,杂原子掺杂工程为制备高性能CDI电极材料提供了新思路。基于此,中国科学院城市环境研究所郑煜铭团队以溶解有废弃蚕茧的汰头废水为氮和碳源,运用ZnCl2活化-碳化工艺制备了氮掺杂分级多孔碳(NPC),并将其作为电极材料用于CDI脱盐,实现废弃物资源化(如图)。研究发现:提高石墨氮含量可有效降低电极材料本征电阻,减小脱盐能耗;同时可增加电......阅读全文
过程工程所制备出高储能性能的超级电容器多孔活性炭材料
在众多应用于超级电容器的活性炭材料中,中空活性炭纤维因其特殊的内部中空结构而具有更快的吸附/脱附速率、更小的吸附/脱附阻力、更大的吸附容量等优势而受到各国研究学者的注意,通常用于合成制备中空活性炭纤维的原料为沥青、酚醛树脂等不可再生的石油类资源,且需经过纺丝、预炭化、高温炭化(800~1000℃
朱雪斌课组制备的氮化钒多孔薄膜显优异的超电容器性能
近期,中科院合肥研究院固体所功能材料物理与器件研究部朱雪斌研究员课题组在氮化钒(VN)超级电容器材料研究方面取得进展。科研人员首次采用溶液法在硅基片上制备了多孔VN薄膜,该薄膜显示出优异的超级电容器性能。相关研究结果以“Solution-processable hierarchical-poro
多孔碳材料测试用什么品牌的孔径分析仪比较好?
为突破传统石墨负极性能瓶颈,硅基负极凭借 4200mAh/g 的理论比容量成为关键方向,化学气相沉积(CVD)技术因可实现硅在碳基质上均匀沉积、构建稳定硅碳界面,成为硅碳负极产业化核心工艺路线。多孔碳材料作为 CVD 硅碳负极的 “骨架核心”,其比表面积与孔隙结构等性能直接影响复合材料电化学性能
反渗透脱盐的原理
渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐中,黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了,而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移
关于脱盐的相关介绍
脱盐就是将“化学盐”脱除的方法或过程。简单地说就是去除水中的阴阳离子。脱盐的方法有电渗析和反渗透法及新近重新热火起来的正向渗透等。衡量反渗透膜性能的指标:脱盐率和透盐率 脱盐粗范地说就是将“盐”脱除的方法或过程,这个“盐”是更宽泛的“化学盐”不止常用的食用“盐”。 脱盐简单地说就是去除水中的
有效的脱盐术介绍
测定水中可吸附的有机卤化物的标准方法会受到多种因素的影响。本文介绍了一种结合固相富集技术的全自动样品制备方法,尤其适用于对高盐份样品的分析。 参数AOX(可吸附的有机卤化物)是近30年来德国有关水、废水和淤泥的标准方法中的一项重要参数指标。1985年,德国工业标准DIN 38409-H
反渗透脱盐的原理
渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐中,黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了,而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移
俄勒冈州立大学发现可制造超级电容器的低成本新材料
科学家们宣称,树木很快就会在能量存储设备上扮演重要角色。俄勒冈州立大学的化学家发现,纤维素——地球上最丰富的有机聚合物,树的一个关键组成元素——在加热炉中氨氛围下加热,可以成为超级电容器的构建材料。 超级电容器是大功率能量存储设备,具有广泛的工业应用,其使用一直受限于高质量碳电极的制备困难
氮磷共掺杂碳材料与磷化铁集成电极材料问世
安徽理工大学材料科学与工程学院副教授黄新华在电容去离子研究领域取得新进展,制备出氮磷共掺杂碳基材料和磷化铁分散氮、磷掺杂多孔碳电极材料,并将上述两种材料用于高选择性去除废水中重金属铜离子。相关研究成果相继发表在《脱盐》和《化学工程杂志》上。 氮磷共掺杂碳材料高效吸附铜离子配位机理示意图。安徽理工大
氮磷共掺杂碳材料与磷化铁集成电极材料问世
安徽理工大学材料科学与工程学院副教授黄新华在电容去离子研究领域取得新进展,制备出氮磷共掺杂碳基材料和磷化铁分散氮、磷掺杂多孔碳电极材料,并将上述两种材料用于高选择性去除废水中重金属铜离子。相关研究成果相继发表在《脱盐》和《化学工程杂志》上。 氮磷共掺杂碳材料高效吸附铜离子配位机理示意图。安徽理工大
用于高效能量存储的碳基超级电容器
化石能源的日益消耗及其不断上涨的价格已经引起了人们的高度关注,因此发展环境友好的能源产生方式及储能技术就显得尤为迫切。近期,电化学超级电容器和电池等储能器件方面的研究如火如荼。 现代电子器件的发展强烈地依赖于具有高能量密度和功率密度的高效能源。就这一点而言,电化学超级电容器(ESCs)展现出了
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
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
小龙虾壳辅助重质生物油制备电极材料
中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系朱锡锋教授研究团队提出“废弃生物质制备高性能超级电容器电极材料”的新方法,采用农林废弃物热解获得的重质生物油和厨余垃圾中的小龙虾壳,通过简单的合成即可制备高性能超级电容器的电极材料。该成果日前发表在国际知名期刊《碳》上。 朱锡锋团队的这项成果基于
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
美大学研究发现树木纤维素可变为高储能设备
一个基本的化学发现将很快使树木在高科技储能装置中发挥出重要作用。美国俄勒冈州立大学的研究人员发现,通过简单的化学方法可把地球上最丰富的有机聚合物、树的一个关键组成部分――纤维素,转变成超级电容器的构件。该研究结果刊登在最新一期的《纳米快报》上。 超级电容器是具有非凡的高功率的能量设备,
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
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
简介正向渗透法脱盐
“渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域,又称正渗透,是与反渗透互逆的一对方法。正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。国外1976年,有液-液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN9211071
脱盐方法多效蒸馏法
利用减压的方法使后一效蒸发器的操作压力和溶液的沸点均较前一效蒸发器的低,使前一效蒸发器引出的二次蒸汽作为后一效蒸发器的加热蒸汽,且后一效蒸发器的加热室成为前一效蒸发器的冷却器。冷凝水中的盐分已被脱除。
脱盐方法电渗析法
电渗析法是上个世纪用于海水淡化和咸苦水处理的一种装置,原理是将具有选择透过性的阴阳离子膜放在电渗析槽中,一种膜允许阴离子透过但排斥阳离子,另一种膜则相反,在电场的作用下水中氟离子被膜分离出来而被去除,过去由于水的利用率低约在45-50%比用反渗透还低,而且操作不当还带来膜面结垢危险降低产水率。由于新
脱盐方法正向渗透法
“渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域,又称正渗透,是与反渗透互逆的一对方法。正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。国外1976年,有液-液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN92110710.
脱盐方法反渗透法
反渗透均是用机械压力使水分子能够透过一种特殊膜(RO膜),氟离子则不能透过而被去除。改革开放以后反渗透技术大量应用于生产纯净水,因此,在除氟中也被人们大量应用,这种除氟的方法既去掉水中影响人体健康的有毒有害的物质,同时也去除了对人体十分有益的矿物质和微量元素。对水质前处理要求高需集中建站由专业人员进
离子液体高效低温脱盐
世界上许多地区面临着淡水资源短缺的问题。海水淡化在应对全球水资源短缺挑战方面发挥着关键作用。定向溶剂萃取(DSE)是一种新兴的非膜脱盐技术,定向溶剂具有微妙的溶解度特性,它不溶于水,但能溶解水并排斥盐离子。其特点是能够利用非常低温的废热(低至40 ℃)。 目前,最常用的定向溶剂(癸酸)的低水
高能镍碳超级电容器问世-解决电动车电源问题
你看满大街上跑的汽车,有几辆是电动车? 2008年北京奥运会,2010年上海世博会,人们看见电动汽车上路了,跑起来了。让人振奋! 可是,到了今天,电动汽车还是“雾里看花”。 怎么回事呢? 周国泰院士斩钉截铁地说,问题出在电动车的电源上。电动车的电池技术还没有“过关”。
苏州纳米所在碳纳米材料高能柔性电容器中取得进展
随着现代科学技术的发展,柔性、可穿戴、可折叠、智能化是电子设备发展的主流方向,为电子产品提供能量的储能器件也逐步向轻、薄、韧等方向发展。柔性超级电容器是一种储能器件,具有高容量、充放电速度快、安全环保等特点,在新兴的电子智能设备等高新技术上有着广阔的应用前景。碳纤维和碳纳米管纱布等碳纺织品作为柔
什么是多孔材料?
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。多孔材料可表现为细或粗的粉体、压制体、挤出体、片体或块体等形式。其表征通常包括 孔径分布和总孔体积或孔隙度的测定。在某些场合,也需要考察其孔隙形状和流通性,并测定内表面和外表面面积。
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
芯片超级电容器又添新材料
多年来,能装在芯片上的微小超级电容一直广受科学家追捧,决定电容器性能的关键是其电极材料,有潜力的“选手”包括石墨烯、碳化钛和多孔碳等。据德国《光谱》杂志网站近日报道,芬兰国家技术研究中心(VTT)研究团队最近把目光转向了一种“不可能”的弱电材料——多孔硅,为了把它变成强大的电容器,团队创新性地在
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