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【化分享】化学化工学院郭旭虹教授研究团队在国际TOP期刊JMCA上

时间:2019-08-10 08:07来源:未知 作者:admin 点击:
该工作主要是利用低温等离子体技术制备出了氮掺杂氧化石墨烯(N-PEGO)。低温等离子体技术制备N-PEGO过程简单易操作,过程中采用碳酸铵作为活化剂和氮源,一步即可实现氧化石墨烯的有效剥离和氮掺杂。采用该方法制备N-PEGO,氮的掺杂量可达到5.3 at.%,比表

  该工作主要是利用低温等离子体技术制备出了氮掺杂氧化石墨烯(N-PEGO)。低温等离子体技术制备N-PEGO过程简单易操作,过程中采用碳酸铵作为活化剂和氮源,一步即可实现氧化石墨烯的有效剥离和氮掺杂。采用该方法制备N-PEGO,氮的掺杂量可达到5.3 at.%,比表面积达到380.0 m2/g,起始电位达到0.89 V(vs RHE),具有优异的氧还原反应(ORR)催化活性,稳定性和抗甲醇性能也都优于商业贵金属铂碳催化剂。

  目前,能源化工研究团队主要针对氧还原反应(ORR)使用贵金属铂催化剂的现象,致力于开发低成本的非贵金属催化剂,特别是杂原子掺杂炭材料作为催化剂。例如,品特轩之家心水论实现医学影像智,该团队设计了一种氮硫掺杂多孔碳材料,受邀在期刊《Green Energy & Environment》(简称GEE)上发表,论文题为“ Heteroatom-doped porous carbon from methyl orange dye waste water for oxygen reduction. DOI:10.1016/j.gee.2017.06.005”。 GEE是Elsevier、Ke Ai和中科院过程所联合创办发行的一本关于绿色能源与环境的学术期刊,主编张锁江院士。论文第一作者是化学化工学院硕士研究生王一庆,通讯作者于锋副教授和郭旭虹教授。

  该工作讲述了以农业固体废弃物香蕉皮为原料制备生物质多孔碳,用于吸附染料废水中的有机染料,然后再将污泥炭化制备了杂原子掺杂炭材料。采用该方法得到的香蕉皮基多孔炭的比表面积为508.5 m2/g, 可有效吸附染料甲基橙,将污泥炭化后制备了氮硫共掺杂多孔碳,比表面积可达1774.3 m2/g,手机开奖积极促进中国铁路装备事业不断取得新,氮硫含量分别为2.84 at.% 和 0.47 at.%,在氧还原反应中表现出了优异的催化性能, 起始电位可以达到0.93 V(vs RHE),相同条件下比商业的贵金属铂碳催化剂衰减幅度小16.7 %,该催化剂基本不受甲醇毒性的影响。近年来,随着纺织行业的发展,印染废水的处理日益严峻。采用絮凝或吸附处理印染废水得到的污泥,往往以掩埋的方式处理,给自然界带来了潜在的危害。该方法不仅有效利用了农业固体废弃物和染料废水,而且避免了污泥的焚烧、掩埋和再生处理,对于污泥的处理提供了新思路。

  图2 香蕉皮基多孔炭吸附甲基橙染料废水用于制备氮硫共掺杂炭材料(DOI:10.1016/j.gee.2017.06.005)。

  此外,能源化工研究团队还利用柚子皮基炭材料(PPC)吸附重金属铁离子,制备了Fe2N/N-PPC复合材料。该制备过程简单,成本低廉,催化剂具有优异的反应活性,其起始电位0.97 V (vs RHE),极限电流可达5.1 mA/cm2,稳定性与抗甲醇性能,均优于商业贵金属铂碳催化剂,具有很好的应用前景。该工作以“Enhanced oxygen reduction reaction by In situ anchoring Fe2N nanoparticles on nitrogen-doped pomelo peel-derived carbon, DOI: ” (图3)为题,在国际期刊《Nanomaterials》上发表。论文第一作者是化学化工学院硕士研究生王一庆,通讯作者于锋副教授、田植群教授和郭旭虹教授。

  以上研究工作得到了国家自然科学基金(U130329、21506130, 21663022)、兵团科技创新团队(2015BD003)、长江学者和创新团队发展计划(IRT_15R46)课题资助。

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