纳米碳材料和高性能催化_齐伟

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中科院金属所2018年招生简章

中科院金属所2018年招生简章

中科院金属所研究生招生简章08050101材料疲劳与断裂机制*张哲峰张鹏02纳米结构金属材料变形行为与机理*卢磊03新型微纳器件材料使役行为与失效机理*张广平04材料形变与断裂机制计算模拟杨金波05金属材料强韧化设计田艳中阳华杰06高性能仿生结构材料制备与应用*刘增乾屈瑞涛07低维材料中量子相变和器件研究韩拯08薄膜中的交换耦合、磁电耦合及其输运性质刘伟09铁电薄膜和器件的制备与评价张志东胡卫进10功能薄膜材料的拓扑与物理性质马嵩张志东11磁性纳米材料的电磁性能李达张志东12功能材料中的相变和电输运性质任卫军张志东13磁性材料中的拓扑组态和输运性质赵新国张志东14纳米催化机理与表征苏党生刘洪阳15纳米碳基材料催化刘洪阳16非金属纳米碳催化齐伟17基于铁电极化的量子材料构筑及其亚埃尺度结构特性*马秀良18智能材料微结构研究*叶恒强杨志卿19金属/非金属材料界面基因组基础*王绍青马尚义20钙钛矿氧化物功能薄膜亚埃尺度的界面结构特性*朱银莲唐云龙21金属材料的形变和相变*杜奎22材料界面效应的透射电子显微学*郑士建23炭纤维预氧化的微观机理*贺连龙24钙钛矿结构铁性氧化物显微结构与物理特性的计算模拟*陈东马秀良25腐蚀介质下材料结构演变的电子显微学研究*张波马秀良26钛合金形变微观机制模拟徐东生27多相钛合金中界面行为的第一原理研究胡青苗28稀土在钢中作用行为的计算设计研究陈星秋08050201极限尺寸纳米金属的制备(I)*史亦农02极限尺寸纳米金属的制备(II)*李秀艳03极限尺寸纳米金属的结构研究*卢柯罗兆平04纳米金属材料的变形与力学行为*卢柯刘小春05梯度纳米金属的使役行为*韩忠06不互溶合金结构纳米化与界面特性*金海军07梯度纳米金属的强韧化机制*陶乃镕08纳米金属材料的扩散与表面合金化*王镇波09纳米多孔金属变形与表面效应*金海军10构筑材料*李毅11生物医用金属材料*徐坚12非晶态合金涂层制备及性能研究*王建强13非晶复合材料制备及性能张海峰14非晶合金制备及成形王爱民15极端环境陶瓷材料*王京阳张洁16陶瓷基复合材料界面设计*王京阳王杰民17纳米储能陶瓷材料*王晓辉18新型超高温陶瓷*李美栓徐敬军19新型可加工陶瓷*陈继新20微电子互联材料郭敬东21微电子互联材料*刘志权22环境功能材料*李琦23新型碳结构探索*成会明24碳纳米管的制备与性能*刘畅侯鹏翔25二维材料的光电应用*任文才杜金红26智能电化学储能材料与设计*李峰闻雷27太阳能光催化材料*刘岗康向东28高性能锂硫电池材料*李峰何匡孙振华29纳米碳基电子器件*孙东明30纳米炭复合材料的功能特性*曾尤31碳纳米材料生长机制的原位TEM研究*汤代明32抗热腐蚀单晶高温合金楼琅洪李辉33先进高温材料及凝固技术研究于金江刘金来34单晶高温合金设计与制备李金国刘纪德35抗热腐蚀高温合金的微观组织调控及性能优化秦学智周兰章36超超临界电站用耐蚀合金的凝固行为及组织性能王常帅周兰章37新型轻质高强合金罗天骄杨院生38抗腐蚀合金工艺性能的研究郑志宁礼奎39难熔金属型芯制备工艺研究刘恩泽郑志40核燃料包壳管用FeCrAl基合金研究刘芳孙文儒41高强度低模量多功能医用钛合金研究*郝玉琳李述军42新型高分子人工心脏瓣膜制备及功能研究张兴白芸43新型超高温钛合金设计与性能优化王清江刘建荣44核级锆合金晶体学研究李阁平45高性能聚合物复合材料工艺与性能隋国鑫林国明46高强TiAl合金高温性能研究杨锐刘仁慈47粉末近净成形钛合金孔隙缺陷研究徐磊48功能薄膜材料设计与应用研究*姜辛49抗海洋生物附着金刚石涂层设计及应用研究*姜辛杨兵50半导体薄膜与纳米材料的可控制备与光电性能研究*刘宝丹姜辛51镁合金制备工艺及组织性能表征陈荣石08050301液态金属连续光导测温系统研制李殿中02高品质特殊钢制备工艺及装备研究王培03多场耦合凝固数值模拟与实验研究*陈云04先进高强钢固态相变机理与计算模拟*郑成武05高强高韧海工钢焊材研制陆善平06轻质材料的搅拌摩擦焊接*马宗义倪丁瑞07金属基复合材料增材制造*肖伯律王东08材料无损检测与评价蔡桂喜09复合防护涂层裴志亮孙超10抗高温腐蚀涂层姜肃猛宫骏11高温功能涂层宫骏祖亚培12TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备及性能*熊天英陶永山13冷喷涂银基复合涂层及性能*熊天英沈艳芳14材料耐久性防护与工程化李京魏英华15抗氢钢薄膜材料*赵明久16四代核电用材料的使役行为研究*戎利建陈胜虎17氧化物弥散强化合金刘实熊良银18微重力环境下的合金凝固或钢的微合金化研究罗兴宏19850℃铸造高温结构材料马颖澈郝宪朝20轻质TiAl合金相变规律陈波刘奎21纳米高分子材料结构设计*张劲松22纳米高分子合金张劲松23甲壳素基创伤修复材料研究赵岩24高强高导铝合金研制*赵九洲25焊接质量控制技术陈怀宁陈静26新型无铅环保笔头材料的研发孔凡亚都祥元27结构功能一体化复合材料*王全兆马宗义28可溶性铝合金汪伟29海洋环境中封严涂层服役性能研究段德莉张荣禄30高性能航空合金零件轧制变形组织遗传特性与工艺调控技术研究*程明张士宏31先进铝合金板材的梯度塑性制备与评价技术*徐勇宋鸿武32生物可降解镁合金及应用谭丽丽33新型抗菌金属材料的设计与性能研究杨春光34先进氧化物弥散强化钢的研究单以银李艳芬35耐微生物腐蚀管线钢严伟36高温合金的凝固组织控制李应举杨院生冯小辉37管材形变与热处理过程织构和微观组织研究张伟红孙文儒01熔盐电化学曾潮流刘会军02纳米智能防腐技术*李瑛03新型缓蚀剂制备与性能杨怀玉04智能电化学制造杜克勤05热障涂层鲍泽斌06高温涂层制备科学沈明礼朱圣龙07硬质耐蚀涂层辛丽王成08高温氧化和防护董志宏09电化学储能及关键材料唐奡10应用电化学及材料刘建国严川伟11材料的腐蚀行为与损伤评价*韩恩厚12腐蚀与磨损的交互作用*郑玉贵13腐蚀监检测技术研究及应用郑玉贵台闯14材料的力学化学交互作用*王俭秋15材料自然环境腐蚀王振尧汪川16电化学监检测*董俊华王长罡17高性能防腐蚀涂层性能与机理研究*刘福春18镁合金腐蚀与防护宋影伟19油气管线腐蚀规律及评价方法研究闫茂成20环境微生物腐蚀及应用孙成许进注:1、以上研究方向均可招收全日制专业学位硕士研究生2、带*研究方向要求硕博连读四、初试科目080501材料物理与化学、080502材料学、080503材料加工工程、0805Z1腐蚀科学与防护101思想政治理论201英语一302数学二921大学物理或922物理化学C或923材料力学085204材料工程101思想政治理论201英语一302数学二921大学物理或922物理化学C或923材料力学或940材料科学基础B五、复试办法(1)复试原则坚持科学选拔。

催化 化学 前沿领域

催化 化学 前沿领域

催化化学前沿领域催化化学前沿领域创作:在催化化学的前沿领域,科学家们不断探索着新的方法和技术,以改善能源转换效率、减少环境污染和提高化学反应的选择性。

催化剂作为催化反应中的关键角色,发挥着至关重要的作用。

催化化学的研究一直以来都是一个复杂而又具有挑战性的领域。

科学家们致力于寻找新的催化剂,以提高反应速率和选择性。

其中一种研究方向是基于金属有机骨架材料的催化剂。

这种材料以金属离子为中心,通过有机配体与其连接形成稳定的结构。

这种结构不仅具有高度可控性,还具有可调控的孔径和表面活性位点,从而能够实现高效催化反应。

另一个前沿领域是基于纳米催化剂的研究。

纳米催化剂具有高比表面积和丰富的表面活性位点,可以提高反应速率和选择性。

科学家们通过调控纳米催化剂的形貌、组成和结构,实现了对反应活性的精确控制。

此外,利用纳米催化剂还可以实现对反应的原位监测和调控,从而提高催化反应的效率和可控性。

近年来,人工智能在催化化学中的应用也成为研究的热点之一。

通过机器学习和深度学习等技术,科学家们可以快速筛选大量的催化剂,并预测其催化性能。

这种基于人工智能的方法不仅能够加快新催化剂的发现速度,还可以降低实验成本和提高催化反应的效率。

除了上述的研究方向,催化化学的前沿领域还涉及到催化剂的可持续性和环境友好性。

科学家们致力于开发更加环境友好的催化剂,以减少对稀有金属的依赖,并实现催化反应的可持续发展。

催化化学的前沿领域充满了无限的可能性和挑战。

科学家们通过不懈努力和创新思维,不断推动着催化化学的发展,为人类社会的可持续发展做出了重要贡献。

相信随着科技的进步和研究的深入,催化化学的前沿将会呈现出更加精彩的景象。

一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用[发明专利]

一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用[发明专利]

专利名称:一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用
专利类型:发明专利
发明人:刘静,李玉成,赵静养,郑丹,张佳瑜,崔伟建
申请号:CN202010530674.8
申请日:20200611
公开号:CN111468121B
公开日:
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种MXene改性生物质碳纳米金属催化剂的制备及应用,属于催化剂合成技术领域。

所述催化剂中金属活性组分为金属镍、钴、钼、铁、钨,所述载体为石墨碳和石墨烯,所述改性剂为多层MXene。

制备方法:将多层MXene和单层石墨烯加入水中超声,得MXene/石墨烯悬浮液;将羧甲基纤维素钠溶于水搅拌均匀后,加入金属盐溶液并超声;将MXene/石墨烯悬浮液与上述溶液混合超声后进行冷冻,再进行冷冻干燥,得催化剂前体;将所得前体在氮气氛围下煅烧后在氢气/氮气混合气体氛围下还原,得到MXene改性生物质纳米金属催化剂。

该催化剂合成方法具有原料廉价、结构和性能稳定、活性组分含量高的优点。

该催化剂可用于生物油模型化合物的加氢反应,具有极高的催化效率和稳定性。

申请人:北京林业大学
地址:100083 北京市海淀区清华东路35号
国籍:CN
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nZVIBC与(Cu-Pd)BC协同提高硝酸盐的去除和氮气的选择性

nZVIBC与(Cu-Pd)BC协同提高硝酸盐的去除和氮气的选择性

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第2期nZVI/BC 与(Cu-Pd)/BC 协同提高硝酸盐的去除和氮气的选择性潘伟亮1,2,吴齐叶2,曹云鹏2,张先炳2,古励3,何强3(1重庆交通大学环境水利工程重庆市工程实验室,重庆400074;2重庆交通大学河海学院,重庆400074;3重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045)摘要:为探明纳米零价铁(nZVI )/BC 与(Cu-Pd)/BC 联合作用对水中硝酸盐的去除机理,分别负载纳米金属于小麦秸秆生物炭上,制得nZVI/BC 与(Cu-Pd)/BC 两种复合材料,并通过SEM 、TEM 、EDS 、XRD 对材料进行表征分析,从nZVI/BC 的SEM 中可以看出,纳米零价铁较好地分散在生物炭(BC )上面;从(Cu-Pd)/BC 的TEM 图中看出,纳米铜钯均有效地负载于BC 上且分布均匀。

结果表明,nZVI/BC:(Cu-Pd)/BC 体系中硝酸盐的去除率可达100%,氮气转化率达到42%。

当pH 为4.05时硝酸盐去除效果最佳;硝酸盐去除率随着初始浓度的升高而降低;溶解氧的存在会降低硝酸盐去除率;存在PO 3-4对去除效率的影响最大,去除率降低至15.8%,而CO 2-3和SO 2-4的存在对去除氮的影响不大,去除率接近100%。

动力学研究表明:在最佳条件下,nZVI/BC 与(Cu-Pd)/BC 联合作用对NO -3-N 、NO -2-N 的去除均符合准二级吸附动力学模型,反应过程以还原反应为主。

关键词:硝酸盐;氮气选择性;纳米零价铁;动力学;生物炭中图分类号:X524文献标志码:A文章编号:1000-6613(2022)02-0981-09Improvement of nitrate removal and nitrogen selectivity by the synergyof nZVI/BC and (Cu-Pd)/BCPAN Weiliang 1,2,WU Qiye 2,CAO Yunpeng 2,ZHANG Xianbing 2,GU Li 3,HE Qiang 3(1Engineering Laboratory of Environmental Hydraulic Engineering of Chongqing Municipal,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China;2School of River and Ocean Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China;3Key laboratory of the Three Gorges Reservoir Region ’s Eco-environments,Ministry of Education,ChongqingUniversity,Chongqing 400045,China)Abstract:To investigate the mechanism of nitrate removal from water by the combined action of nanozero-valent iron (nZVI)/BC and (Cu-Pd)/BC,nZVI/BC and (Cu-Pd)/BC composites were produced byloading nano-metals on wheat straw biochar,and the materials were characterized by SEM,TEM,EDS,and XRD.The results showed that the nano-zero valent iron was well dispersed on the biochar (BC)and the nano-Cu-Pd was effectively loaded on the BC with uniform distribution.The nitrate removal rate of nZVI/BC:(Cu-Pd)/BC systems could reach 100%and the nitrogen conversion rate reached 42%.The bestnitrate removal was achieved at pH 4.05;nitrate removal decreased with increasing initial concentration;the presence of dissolved oxygen reduced the nitrate removal;the presence of PO 3-4had the greatest effect研究开发DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0663收稿日期:2021-03-31;修改稿日期:2021-05-06。

3D打印制备微型超级电容器的研究进展

3D打印制备微型超级电容器的研究进展

3D打印制备微型超级电容器的研究进展目录1. 内容概述 (3)1.1 超级电容器简介 (3)1.2 3D打印技术概述 (4)2. 3D打印制备超级电容器的优势 (5)2.1 微米尺度制造 (6)2.2 复杂结构设计 (7)2.3 材料的多样性 (8)3. 3D打印超级电容器的结构设计 (9)3.1 电极材料和结构设计 (11)3.1.1 碳基材料 (12)3.1.2 金属氧化物 (14)3.1.3 混合材料 (15)3.2 电解质设计 (16)3.3 集流体设计 (18)3.4 一体化结构设计 (19)4. 3D打印超级电容器的材料研究 (20)4.1 活性材料 (22)4.1.1 碳纳米材料 (24)4.1.2 金属氧化物纳米材料 (25)4.2 电解质材料 (26)4.2.1 传统的液态电解质 (27)4.2.2 非传统电解质 (29)5. 3D打印超级电容器的制造工艺 (30)5.1 常用的3D打印工艺 (31)5.2 印刷参数优化 (33)6. 3D打印超级电容器的性能测试 (34)6.1 电化学性能测试 (36)6.1.1 电容、功率密度、能量密度 (37)6.1.2 电荷放电曲线、循环寿命 (39)6.2 结构和形貌表征 (41)6.2.1 扫描电镜 (42)6.2.2 透射电子镜 (43)6.3 其他性能测试 (44)7. 3D打印微型超级电容器的应用 (45)7.1 微电子器件 (47)7.2 储能设备 (48)7.3 生物医疗应用 (49)8. 挑战与展望 (51)1. 内容概述随着科技的飞速发展,3D打印技术在各个领域的应用日益广泛,尤其在材料制备方面展现出了巨大的潜力。

在微型超级电容器的研究领域,3D打印技术同样扮演着越来越重要的角色。

本综述旨在系统地回顾和分析3D打印制备微型超级电容器的相关研究进展,包括材料的选取、打印技术的选择、电容器性能的优化等方面。

我们将介绍微型超级电容器的重要性及其在能源存储领域的应用前景。

我国纳米碳非金属催化本质研究取得进展

我国纳米碳非金属催化本质研究取得进展

我国纳米碳非金属催化本质研究取得进展 纳 米碳 材料 在烷 烃 的氧 化脱 氢 等反应 中展现 出反 应 活性 高 、烯烃 产物 选 择性 高 、催 化活 性 保持 时 间长等 优 势 ,其作 为 一种 可再 生 的环境 友好 催化 剂 , 可 以替代传 统 的金 属及 其 氧化
物催化剂直接应用于烷烃催化转化等相关反应中。 经过近几年的迅猛发展 , 纳米碳催化领域 在新 型催 化 剂 的开发 制 备 、 新 颖催 化反 应体 系 的建立 等 方面 获得 了多项 突破 性 的进 展 。 然而,
基 团是 纳 米碳 催化 的活 性 中心 。 该 研 究 的创新 之 处在 于 , 化 学滴 定方 法能 够直 接给 出纳米 碳 管表面 含 氧 官能 团的 绝对 含 量 ,避 免 了传 统 的程序 升温 脱 附或 X P S分 析方 法在 分峰 、峰位 指认 等过 程 中主 观经 验 带来 的 误 差 ,具 有 其特 有 的优 势 。同时 ,根据 滴 定结 果得 到 的羰 基表面 浓 度 能够 计算 得到 纳 米碳 管 催 化烷 烃氧 化 脱氢 反应 的 T O F数 值 , 这 一 数值 能够 反应 纳米 碳催 化 剂 的本征 催 化活 性 ,为 不 同 催化 材 料 活 性 的客 观 比较 以及纳 米 碳 催 化反 应 机 理和 动 力 学 的研 究 提供 了重 要 的参 考价
由于 纳米 碳表 面 结构 表 征方法 ,尤其 是 原位 表征 方法 的缺 失 ,研 究者 对涉 及 纳米 碳催 化 本质
的若 干核 心 问题 , 如 催化 活性 中心 的种类 和 数 目、催 化 剂本 征催 化活 性 的衡 量和 比较 等方 面 认识 不 足 ,如何 在分 子和 原子 尺度 上 认识 纳米 碳催 化 过程 成为 相 关领域 内 的重 要 课题 之一 。

一种二维石墨化纳米碳材料及其制备方法和电化学应用[发明专利]

一种二维石墨化纳米碳材料及其制备方法和电化学应用[发明专利]

专利名称:一种二维石墨化纳米碳材料及其制备方法和电化学应用
专利类型:发明专利
发明人:孙伟,王宝丽,施璠,姚昱岑,闫丽君,艾益静,张泽俊
申请号:CN202111466011.5
申请日:20211203
公开号:CN114334469A
公开日:
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种二维石墨化纳米碳材料及其制备方法和电化学应用。

本发明采用生物质鱼鳞为原料,酸碱预处理后,经生物酶解方法液化,得到均一的液相碳源,引入催化剂后高温碳化,后处理得到石墨化纳米碳材料。

具体制备方法如下:碳源与金属离子配位复合;经固化处理得到金属‑碳源前驱物;不同温度碳化处理;最后活化处理即可得到不同形貌的石墨化纳米碳材料。

由实施例的结果表明,本发明提供的生物质碳材料修饰的泡沫镍电极上,在1Ag‑1电流密度下的最优比电容为448Fg‑1,经5000次循环后电极的容量保持率为98.46%。

申请人:海南师范大学
地址:571158 海南省海口市龙昆南路99号海南师范大学
国籍:CN
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催化科学技术的里程碑——齐格勒-纳塔催化剂

催化科学技术的里程碑——齐格勒-纳塔催化剂

催化科学技术的里程碑——齐格勒-纳塔催化剂潘斌万伯顺大连化学物理研究所1. 齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂简介随着科学技术的日益发展,高分子材料在当今社会中扮演的角色越来越重要,特别是形形色色的人造纤维、人造树脂和塑料制品已经成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。

然而很少有人会意识到,所有这些生活必需品的生产,都离不开背后庞大的聚烯烃工业和推动聚烯烃工业跨越式发展的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂。

最初,烯烃聚合采取的是自由基聚合方式,采用这一机理需要高压反应条件,并且反应过程中存在着多种链转移反应,导致大量支化产物的产生。

对于聚丙烯,问题尤为严重,无法合成高聚合度的聚丙烯。

上世纪50年代,德国化学家卡尔·齐格勒(Karl Ziegler)和意大利化学家居里奥·纳塔(Giulio Natta)发明了用于烯烃聚合的催化剂,即Ziegler-Natta催化剂(Z-N催化剂),并开拓了定向聚合的新领域,使得合成高规整度的聚烯烃成为可能。

从此,很多塑料的生产不再需要高压,减少了生产成本,并且使得生产者可以对产物结构与性质进行控制。

由于齐格勒和纳塔对于烯烃聚合的突出贡献,两人分享了1963年的诺贝尔化学奖。

2. 齐格勒-纳塔催化剂的催化机理Ziegler-Natta催化剂主要是由IV~VIII族元素(如Ti、Co、Ni)的卤化物与I~III族金属(如Al、Be、Li)的烷基化合物或烷基卤代物组成的。

目前得到公认的聚合机理为(以乙烯聚合为例):四氯化钛与有机铝首先作用,被还原至三氯化钛,然后被烷基化而得氯化烷基钛,烯烃首先在钛原子的空位上配位,生成π-络合物。

再经过移位和插入,留下的空位又可以给第二分子烯烃配位,如此重复进行链的增长过程。

3. 齐格勒-纳塔催化剂的发展历史Ziegler-Natta催化剂诞生至今已经过去了60多年,大体经历了以下几个发展过程:第一代Z-N催化剂:最初的Z-N催化剂活性低(催化活性:1g钛催化所得的聚烯烃的质量),约为聚乙烯2kg、聚丙烯3kg。

219413914_g-C3N4基材料在光催化中的应用

219413914_g-C3N4基材料在光催化中的应用

第52卷第6期 辽 宁 化 工 Vol.52,No. 6 2023年6月 Liaoning Chemical Industry June,2023基金项目: 辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(项目编号: LJKZ0614)。

收稿日期: 2022-12-30g -C 3N 4基材料在光催化中的应用冯效迁,徐金鑫(辽宁工业大学 化学与环境工程学院,辽宁 锦州 121001)摘 要:近些年来,随着工业进步和科技发展,能源与环境问题日益严峻。

为了实现可持续发展,研究者们不断探索绿色环保的新兴技术。

光催化技术利用完全清洁的太阳能,能够实现产氢、还原CO 2、降解有机污染物等多种反应过程,完全满足当代社会可持续发展的要求,而且较传统技术相比有很大的优势。

g-C 3N 4具有独特的层状结构、化学稳定性高,禁带宽度适中(~2.7 eV ),是环境友好的光催化剂。

为了对g-C 3N 4的光催化性能进行更好的提升,一般通过元素掺杂、复合改性等方法对g-C 3N 4改性和修饰。

对光催化和氮化碳的基本情况进行了简要的介绍,并对未来发展方向作出了展望。

关 键 词:光催化; g-C 3N 4; 改性中图分类号:O643 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)06-0849-04随着技术和工业的发展,环境污染与能源匮乏已成为严重问题。

光催化是利用半导体材料的光响应特性,在光照下产生强还原性的光生电子和强氧化性的光生空穴。

光生电子和空穴可以直接触发氧化还原反应,如水的分解和二氧化碳的还原,从而实现高效的H 2能量回收和二氧化碳循环利用。

也能产生各种自由基,进而将各类难以处理的有机污染物氧化成二氧化碳和水,实现水体净化。

由于太阳能近乎无穷无尽,近年来,光催化技术在能源和环境保护领域受到广泛关注。

石墨相氮化碳(g-C 3N 4)具有类似于石墨的二维层状结构,其中各层通过范德华力连接。

作为一种半导体材料,g-C 3N 4具有成本低廉、结构稳定、热导率高等优点,但g-C 3N 4的比表面积较小,导致光生载流子分离效率低,且在可见光下响应范围窄,往往通过需要对其进行改性以提高光催化活性。

生物质碳基纳米碳化钼-氮化钼异质结复合催化剂及方法[发明专利]

生物质碳基纳米碳化钼-氮化钼异质结复合催化剂及方法[发明专利]

专利名称:生物质碳基纳米碳化钼-氮化钼异质结复合催化剂及方法
专利类型:发明专利
发明人:冯志冲,高标,陈振东,金齐儒,徐啟斌,蔡咏周
申请号:CN202210054559.7
申请日:20220118
公开号:CN114214640A
公开日:
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:生物质碳基纳米碳化钼‑氮化钼异质结复合催化剂及方法,所述复合催化剂由生物质碳为基体和均匀分散的纳米碳化钼‑氮化钼异质结组成的复合结构,其中均匀分散在碳基中的纳米碳化钼、氮化钼粒径为0.5‑100nm,占整体的含量为5‑95%。

生物质碳选自稻壳。

本发明还提供一种生物质碳基纳米碳化钼‑氮化钼异质结复合催化剂的制备方法,通过去除生物质中的木质素,得到以纤维素为主的碳前体,表面拥有大量的羟基官能团并且整体是一个三维多孔的结构,有利于含钼、含氮前驱体的均匀吸附,实现了碳化钼、氮化钼在碳基体中的纳米量子点级分散,并存在丰富的碳化钼‑氮化钼异质界面,适用于电催化析氢应用。

申请人:武汉科技大学
地址:430081 湖北省武汉市青山区和平大道947号
国籍:CN
代理机构:北京君有知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:焦丽雅
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Pd/Fe3O4-MCNT磁性催化剂的制备、表征及催化性能

Pd/Fe3O4-MCNT磁性催化剂的制备、表征及催化性能
中 图分 类号 : 06 33 4 .6
Pr p r t e aai on, a a t rz to d Ca a y i op ri s o Ch r c e ia i n an t l t Pr e t f c e
Pd F 3 ・ CNT Ma ne ia l c c a l t ls s / e 0,M g tc l Re y l b e Ca ay t y
U iesyJn u 2 0 4Z ei gPo ic, . hn ; 2ih aC lg ct n n cn l yJnu 2 0 7Z e ag nvri, i a3 10 , hja rv eP R C i t h n n a Jn u ol e fV ai dT h oo , ih a3 1 0 , hj n e o o oa e g i P oic, R C ia 3aic r w s t n l a oaoy PO B x9 9 Rcln , ahn t 9 5, S ) rvne . hn ; p c t et i a b rtr .. o 9, i a d W si o 9 3 2 U A i f No h Na o L , h g n
Ab t c : sr t a A ma n t c mp s e o mut w l d c r o n n t b s ( g ei o o i f c t l a l a b n a o u e MCN ) d c r t d wi i — e T e oae t h
F 3 MCN eO 一 T的催化性 能, 结果表 明该催化剂表现 出 良好 的催 化加氢性能, 外加 磁场 下催化剂能与液相反应 在
体系高效分离, 循环使用 4 次后, 催化 性能没有 明显 下降, 显示 了良好的循环利用性能.

纳米碳材料和高性能催化

纳米碳材料和高性能催化

化物 的效率 。据 文献 【 】 l J 报 道碳 纳米 管 的缺 陷 能够 与 4 . 硝 基苯 自由基 发生 反应 ,再通过 进一 步 的还 原 , 能够 得到氨 基修 饰 的单 壁或 多壁碳 纳米 管材料 。与无氨 基修 饰 的碳纳米 管相 比,该纳米 碳材 料能 够更 加 高效地 分散[ P d c 1 6 ] ,从而在 其表 面获得 单分 散的粒 径小 的纳米 P d颗粒 。这 种 P d / 碳 纳米 管复 合材
属或 金 属氧化 物 的协 同作用 ,金属 ( 氧化 物 )/ 纳 米碳 复合催 化材 料通 常具 备特 有 的物理 化学 性质 , 在催 化反应 中能够表现 出优 异 的活性 。有文献 [ 1 7 J 报道 ,通过 调控表 面 的化 学组 成和性质 ,纳 米碳材 料
与其 他载 体材料 相 比,能够更 加有 效地分 散负 载金属 或金属 氧化 物纳米 颗粒 ,尤其是那 些具 有优 异催
条件 ,在一定 程度上 调控 纳米碳 材料表 面 的官能 团种类 和数 量 。如随着 H NO3 氧 化时 问的延长 ,碳纳 米管 表面 羧基集 团数 目逐渐 增加 ,而羰 基数量 呈现 先增加 后减 少 的趋 势【 1 … 。纳米 碳表 面不 同种类 官能
团的含量对稳定金属离子前驱体通常具有特殊的作用,例如羧基等酸性官能团有助于分散 F e 和A
与纳米 碳 材料表 面 结合 ,如 通过表 面 原位聚 合 的方式 ,可 以向纳米 碳材 料表面 引 入聚苯 胺 ,两者 之 间
化 活性且 尺寸 不超过 1 r i m 的纳 米颗粒 。将 金属 P d负载在 碳纳 米管 载体上 ,能够得 到尺寸 在 1 -3 r i m
的单 分散 纳米粒 子 , 在相 同条件下 , 以氧化硅 或氧 化铝 为载体 , 负载 的 P d纳米 粒子 尺寸超 过 5 n m ] 。

西安交通大学功能碳纳米材料研究喜获重要进展

西安交通大学功能碳纳米材料研究喜获重要进展

流化学 期刊上 发表 文章 。 此 外 ,杨 涛 同学 系统 地 研 究 了 单 金属 富勒 烯 包 合 物
@ 7 其 实 现高性 能 化或 功 能化 的基 本技 术方法 。该技 术方 法不 Yb C 6,揭示 了先前 在实验 上所 合成 的两个异 构体 是两 仅可 以用 于导 电性 高分 子 合金 的制 备 ,也可 以在 提高 导 电 个 新颖 的具 有邻 接五 元环 对 的富勒 烯包 合物 结 构 。两个 富 性 高 分子 纳米 复合 体 系的 导 电性能 方面 ,在 实 现材料 高性 勒 烯包 合物 的碳 笼结 构之 间可 以通 过一 次 简单 的几何 变换 能化 、低成 本化方 面实 现更 广泛 的设计 。 相 联系 起来 。统计 热力学 分析 研究 表 明两个 结构 都具 有很
性 高分 子复合 材料 的技术 方法 。
使得整 个分 子表现成 一个具有 正 四面 体 Td 对称 性的碳 笼 中
清 华大学 化工 系高 分子 所研 究 的方 向主要 有高 分子复 嵌套 着一 个小 的正 四面 体 。 由于 其 金属 原子表 现 出特殊 运 合 技术 、高 分子 共} 昆/合金 技术 以及 混杂 复合 技术 制备导 动 形态 ,这类 稀 土金属 富勒 烯包 合 物有 望成为 并被 广 泛地 电性 高分 子 纳米复 合材料 。 应用 为新 型 的功 能分 子器件 。 目前 ,完成 的论 文 “ n Ca a
近 年来 ,清华 大学 化 工系 高分 子所 针对 PC、POM 、 等性 质 ,发 现 了在 碳 笼 内部的 两个 金属 原子 之 间存在 着极 P T、P B P、AS、AB S、P 等十几 种树脂 ,在各 种导 电性 强 的化学 键合作 用 ,并 构成 了一个新 奇 的金属 一金属 共价 A

齐碳科技:冲刺纳米孔基因测序之巅

齐碳科技:冲刺纳米孔基因测序之巅

齐碳科技:冲刺纳米孔基因测序之巅作者:张闻素来源:《中关村》2019年第09期纳米是10-9米……微米是10-6米……只需以上这两个数字,就立刻从现实的宏观世界穿越到了微观世界里。

齐碳科技创始人、总经理胡庚说,一个纳米孔的直径就是一米的十亿分之一。

齐碳科技研究的,就是纳米级的微观世界。

这不禁让人感慨,我们观察世界,从宏观的角度而言,广阔得无边无际,从微观的角度而言,也精确到明察秋毫。

齐碳科技是一家基因测序科技公司,专攻第四代纳米孔基因测序技术。

它的四位创始人来自不同地区,拥有不同背景,甚至所学专业也截然不同,但他们却志同道合地携手组建了一支跨学科团队,以远程协作的方式,在肉眼看不到的微观世界里潜心研究。

从清华大学到东升科技园,从美国硅谷到中国本土,从四川成都到北京中关村,这间基因测序公司自创业以来,经历过车库创业的艰辛,却执着地追求从0到1的技术突破,投身到目前最为前沿的第四代纳米孔基因测序技术中去。

基因技术有望成为下一个改变世界的技术。

基因是生命的基础,基因测序技术是精准医学的基础。

随着精准医学时代的来临,基因测序已经广泛应用于早期无创产前检查、试管婴儿和新生儿检查、遗传病罕见病研究、肿瘤分型等医学领域。

繁荣之中,却有隐患。

我国基因行业虽然已经发展多年,但是仍然缺乏自主研发的硬实力。

基因测序产业链可分为上、中、下游三个环节。

上游是基因测序仪和有关试剂,技术门槛最高,研发难度最大。

目前上游主要被Illumina和Thermo Fisher等少数国外公司把持,中国企业相对被动。

中游,从上游购买基因测序仪和试剂,提供检测+生物信息分析的测序服务。

下游是临床、科研等服务于终端用户。

我国在基因领域进行创业的早期公司大多选择布局基因测序产业链的中下游环节,这也导致了中游市场过度饱和、产品严重同质化、市场竞争较为激烈的现实状况。

齐碳科技联合创始人白净卫告诉记者,位于基因测序产业链上游的基因测序仪及配套试剂是整个产业链壁垒最高的部分,并且对产业化和工程化的要求极高。

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第29卷第5期 化学反应工程与工艺 V ol 29, No 5 2013年10月 Chemical Reaction Engineering and Technology Oct. 2013 收稿日期:2013-09-03;修订日期:2013-10-14。

作者简介:齐 伟(1982—),男,博士后;苏党生(1961—),男,博士,研究员,通讯联系人。

E-mail :dssu@ 。

基金项目:国家自然科学基金(51221264,21133010,21303226);国家重大基础研究发展(973)计划(2011CBA00504);中共中央组织部海外高层次人才引进项目;中国科学院沈阳金属研究所葛庭燧奖研金。

文章编号:1001—7631 ( 2013 ) 05—0423—07纳米碳材料和高性能催化齐 伟,苏党生(中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室, 催化材料研究部, 辽宁 沈阳 110016)摘要:对纳米碳材料在催化领域中应用方面的最新研究成果作了简要的综述,主要从纳米碳材料作为催化剂载体和催化剂在高性能催化反应体系中的应用两方面展开,包括:纳米碳材料表面物理化学性质对所负载催化剂化学结构和催化活性的影响;纳米碳材料直接作为催化剂在气相,液相或者电化学催化体系中的应用;纳米碳催化反应的机理和本质规律。

通过对该领域内研究成果的系统总结,发现短期内纳米碳催化领域研究应该集中在对催化反应过程的本质理解以及对反应机理的量化描述,如分子或原子尺度上反应动力学研究等方面。

在相关研究成果的基础上,结合纳米碳材料可控和规模化制备技术的发展,纳米碳催化的工业化应用具有巨大的发展前景。

关键词:纳米碳材料 均相催化 异相催化 高性能催化剂 催化剂载体中图分类号:O643 文献标识码:A碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一,它具有sp ,sp 2和sp 3杂化等多样的电子轨道特性。

近年来,伴随纳米技术的发展,具有纳米结构的功能碳材料研究相当活跃,新型碳基材料层出不穷。

所谓纳米结构碳材料是指具有特定结构、分散相尺度至少有1维小于100 nm 的以碳元素为主体的材料,主要包括碳纳米管(单壁、双壁和多壁等),碳纳米纤维,石墨烯(纳米石墨),纳米金刚石,富勒烯,纳米有序孔碳等(如图1所示)。

这些纳米碳材料主要通过化学气相沉积,石墨电弧,激光蒸发石墨,电解和水热等物理化学过程制得。

与传统的无定形炭或活性炭相比,纳米碳材料表现出机械强度高,热稳定性好,导电和导热能力强,化学结构和酸碱性易于调控等特点[1-4]。

鉴于纳米碳材料的诸多优点以及是一类可再生的环境友好材料,能够满足绿色化学和可持续性发展的需求,其在催化反应中的应用已经成为相关领域的研究热点[5,6]。

考虑到该领域仍处于起步阶段,许多关键科学问题尚未解决,所以综述了纳米碳材料在催化领域内的应用研究,旨在总结纳米碳催化研究发展的现状,归纳相关领域内已经获得的研究成果,分析指出尚未解决的问题,并尝试展望该领域短期内可能的发展方向以及纳米碳催化实现工业化的可能性。

图1典型纳米碳材料结构 Fig.1 Typical structure of nano-carbon materials424 化学反应工程与工艺 2013年10月 1 纳米碳材料作为载体在催化领域内的应用1.1 纳米碳负载控制在催化反应中,贵金属通常需要分散到载体上来提高催化活性,常用的载体包含金属氧化物和分子筛。

近年来,纳米碳材料作为新的载体具有较高的比表面积,较好的热稳定性,化学惰性和表面可修饰性,被广泛应用于负载金属或金属氧化物催化剂。

通过合理的催化剂设计,基于纳米碳材料和金属或金属氧化物的协同作用,金属(氧化物)/纳米碳复合催化材料通常具备特有的物理化学性质,在催化反应中能够表现出优异的活性。

有文献[7]报道,通过调控表面的化学组成和性质,纳米碳材料与其他载体材料相比,能够更加有效地分散负载金属或金属氧化物纳米颗粒,尤其是那些具有优异催化活性且尺寸不超过1 nm 的纳米颗粒。

将金属Pd 负载在碳纳米管载体上,能够得到尺寸在1~3 nm 的单分散纳米粒子,在相同条件下,以氧化硅或氧化铝为载体,负载的Pd 纳米粒子尺寸超过5 nm [7]。

负载在碳纳米管上的粒径小的Pd 纳米粒子具有较高的比表面积,在H 2氧化直接制H 2O 2的反应中展示出更优异的催化活性[8]。

负载在石墨烯纳米片上粒径小的Pt 纳米粒子在CO 氧化反应中能够展示出更高的催化活性,同时这种催化剂受CO 的毒化作用影响较小,能够在比较高浓度的CO 下进行催化反应[9]。

对纳米碳负载金属催化剂的深入研究表明,纳米碳表面的物理化学性质,如官能团种类,缺陷数量,酸碱性和表面电势(zeta 电势)等,是决定制备得到的金属纳米粒子尺寸分布以及稳定性的最重要因素,因此对纳米碳材料表面化学结构的表征和定向合成在负载型催化剂的制备过程中尤其重要。

目前,对纳米碳材料表面进行修饰的手段主要包括共价键修饰以及非共价键修饰两大类。

其中共价键修饰可以通过HNO 3氧化,O 2或O 3氧化等手段引入羧基,羰基,羟基和内酯等含氧官能团,从而使其表面具有一定的酸性,或者通过原位引入或NH 3后处理的方法向其表面引入氨基,吡啶和季铵等含氮官能团,使其表面具有一定的碱性(如图2所示)。

X 射线光电子能谱(XPS ),拉曼(Raman )光谱和程序升温脱附(TPD )技术是表征纳米碳材料表面官能团种类和数量的常规手段。

结合这些表征技术,研究者能够通过调控氧化或NH 3处理的反应条件,在一定程度上调控纳米碳材料表面的官能团种类和数量。

如随着HNO 3氧化时间的延长,碳纳米管表面羧基集团数目逐渐增加,而羰基数量呈现先增加后减少的趋势[10]。

纳米碳表面不同种类官能团的含量对稳定金属离子前驱体通常具有特殊的作用,例如羧基等酸性官能团有助于分散Fe 3+和Ag +等金属阳离子,而氨基等碱性官能团则有助于[AuCl 4]-和[PdCl 4]2-等阴离子金属前驱体的分散。

利用某些特殊的有机化学反应同样可以向纳米碳材料表面选择性地引入功能基团,进而提高其负载金属或氧化物的效率。

据文献[11]报道碳纳米管的缺陷能够与4-硝基苯自由基发生反应,再通过进一步的还原,能够得到氨基修饰的单壁或多壁碳纳米管材料。

与无氨基修饰的碳纳米管相比,该纳米碳材料能够更加高效地分散[PdCl 6]2-,从而在其表面获得单分散的粒径小的纳米Pd 颗粒。

这种Pd/碳纳米管复合材 图2 纳米碳材料表面氧和氮官能团结构 Fig.2 Oxygen and nitrogen functional groups onnano-carbon materials第29卷第料在甲醇德华力等改性纳米多核芳环与纳米碳较强的定性和化更加单一和稳定起Pt 金属利1.2 纳米纳米调控催化料表面的剂的活性的催化活原子转移这一现象原或光催将金得到的催序结构介负载在表壁上的纳与管壁相导生成缺射电子显纳米粒子更高的氧托反应中(如图米碳材料性作用。

2 高活2.1 纳米纳米子和边界第5期 醇的选择性氧等分子间作用米碳材料表面环化合物,表碳材料表面结π相互作用化学稳定性。

一,数量也易起到重要的促利用率高和稳米碳载体对金米碳材料负载化中心的反应的金属或金属性。

研究[13]表活性。

这类材移至纳米碳材象的发现大大催化领域[13]金属纳米粒子催化活性材料介孔碳等对纳表面的粒子具纳米粒子相比相比,石墨化缺陷较多的显微镜研究发子,存在于碳氧化性,碳纳中的催化活性3所示)[15,料之间的协同。

活性纳米碳米碳催化反应米碳材料一般界等缺陷。

经 氧化等反应中用力具有作用面,提高纳米表面活性剂或结合,如通过用以及链式聚。

与NH 3处理易于调控。

与促进作用,由稳定性好等优金属和金属氧载的方式除了应活性。

由于属氧化物与纳表明,负载在材料的X 射线材料表面,从大促进了相关。

子负载在分子料在反应过程纳米颗粒催化具有截然不同比,具有尺寸化程度较低,Co 纳米粒子发现,相对于碳纳米管内的纳米管内部的性比表面的纳,16]。

上述结果同作用对催化碳催化材料应般是通过气相经过简单的化 齐 伟等.中显示出优异用力灵活,对米碳材料与金属或者生物分子过表面原位聚聚苯胺在纳米理方法相比,与未经处理的由该方法制备优势[12]。

氧化物催化剂了能提高金属于纳米碳材料纳米碳材料之在单壁碳纳米线电子能谱从而使催化活关领域的研究子筛或其他具程中通常具有化剂具有类似同的结构和催寸小,结构不缺陷较多,子[14]。

原位高于负载在表面的Fe 2O 3纳米粒Fe 2O 3纳米粒纳米粒子高果表明,催化化剂的活性具料相沉积和弧光化学处理后,纳米碳材料和异的催化活性对纳米碳材料属催化剂的相子等在特定的聚合的方式,碳管表面的缠通过聚苯胺的碳纳米管相备的杂化催化剂活性的影响属或金属氧化料具有与半导之间可能发生米管上的二氧(XPS )和拉活性中心二氧究进展,使二具有规则孔结有特殊的活性似的限域效应催化活性。

生不规整和多孔因此诱高分辨透的Fe 2O 3粒子具有粒子在费6倍以上化剂和纳具有决定光放电等剧烈这些结构缺和高性能催化 性和稳定性[11料的电子性质相容性。

已有反应条件下都可以向纳米缠绕作用等使胺缠绕,包覆修相比,聚苯胺剂在甲醇电氧响化物催化剂的导体材料类似生电子转移现化钛纳米粒子拉曼(Raman 化钛纳米粒子二氧化钛/纳米结构的载体材性。

具有孔结应,即包覆在纳生长在碳纳米孔的特点。

其原烈过程制得,陷能够被修饰Fig.3 Schem ]。

偶极相互质影响较小等有的研究工作[都能够通过较碳材料表面引使得这种复合修饰得到的纳胺修饰对Pt/R 氧化反应过程的比表面积和似的物理化学性现象,而这一过子在丙烯环氧)光谱等结果子具有更高的米碳杂化材料材料的孔道内结构的纳米碳纳米碳材料孔米管内部的C 原因可能是由其结构中含有饰上含氧和氮图3 纳米碳管内matic drawing ofin carbon n 作用,π相互优势,也可用[12]表明,多种较强的分子间引入聚苯胺,合材料具有较纳米碳材料表Ru 合金纳米粒程中显示出催稳定性,还能性质,负载在过程能够显著氧化反应中显果表明,电子的活化过氧化料被广泛应用部时,由于受材料,如碳纳孔道内部的纳o 纳米粒子与由于管道内部有大量的空位氮等杂原子的内限域效应示意f nano-confinemnano-tube 425互作用和范用来修饰和种聚合物,间相互作用,两者之间较高的热稳表面氮物种粒子的分散催化活性高、能够有效地在纳米碳材著影响催化显示出优异子能够从钛化氢的效率,用于氧化还受尺寸限制,纳米管,有纳米粒子与与负载在管部的碳原子位、间隙原的饱和或非 ment effect426 饱和官能团脱氢反异丙醇脱氢要的意义和首次发现纳纤维的催化米碳管和石材料在催化耗低等优势氧化脱氢制友好催化剂等高级表征过程如图团(一般认裂,生成相氢原子与富团为例)结的氧气分子成水,同时个催化反应材料同样能构无序度越发生在纳米纳米碳卷曲石墨结好的催化活机理的研究氧化合物,纳米碳材料与NH 3反应领域内的潜除气相材料的表面机污染物等具有优异的化乙苯高效 团,进而具备反应是一类重氢制丙酮、乙和实用价值,纳米碳纤维可化活性远高于石墨纤维进行化烷烃脱氢反势,研究表明制丁烯/丁二烯剂,在烯烃化征,得出纳米4所示。

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