氮掺杂多孔炭材料的制备及其电容行为研究

氮掺杂多孔炭材料作为电荷存储和电子传输载体,在储能、催化等领域有重要应用,已成为炭材料领域的研究热点之一。通过煤沥青分子结构设计,引入具有亲水性羧基官能团,利用羧基与氮原子配位作用,成功制备了不同微观结构和表面形貌特征的氮掺杂炭材料。实验研究表明,氮掺杂多孔炭材料氮的质量分数为4.99%,氮的化学键合态以石墨氮(N-Q)和吡啶氮(N-6)为主,占比为72.9%。氮原子的引入,显著提升炭材料的电化学性能。在1A·g^(-1)电流密度下,电极材料的比容量为371.6 F·g^(-1),当电流密度增加到10 A·g^(-1)时,比容量为269 F·g^(-1),容量保持率为72.4%。

煤沥青基多孔炭材料的研究进展

我国能源结构是"富煤、贫油、少气",发展煤化工资源化利用技术对于保障国家能源安全不仅具有重要的战略意义,也有着广阔的市场前景。煤焦油,作为钢铁行业炼焦的副产物,主要由稠环芳烃组成,并且碳含量相对较高,目前主要以燃烧为主,带来了一系列能源和环境问题,因此实现煤焦油资源高效利用是急需解决的行业难题。从煤焦油出发制备功能性炭材料是探索煤焦油高附加值利用的有效途径,介绍了以煤沥青为原料合成多孔炭材料的主要技术和应用前景。分析表明,通过活化法或模板法等技术手段可实现炭材料比表面积和孔结构调控,但由于煤沥青原料的特点,单一的手段难以满足高性能炭材料的发展要求,因此,通过精细化工技术对煤沥青分子结构进行调控,改善煤沥青分子结构及其物理、化学性质,对于煤沥青基炭材料发展具有重要意义。

龙胆紫分子印迹聚合物的制备及其对Cr(III)吸附性能的研究

本文以龙胆紫(GV)为模板分子、丙烯酸(AA)为单体、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,乙腈为制孔剂,采用本体聚合法制备了龙胆紫分子印迹聚合物(GV-MIP)。利用制得的分子印迹聚合物对不同浓度的Cr(III)在不同温度下的吸附量进行研究,并与空白印迹聚合物(NMIP)及Cr(III)离子印迹聚合物(Cr-MIP)进行对比,发现GV-MIP对Cr(III)的吸附量显著高于NMIP和Cr-MIP,且随着Cr(III)浓度的增大而增大,最大吸附量为126.16 mg/g,最佳吸附温度为室温25℃。