掺杂炭黑电催化剂氧还原性能研究

碳纳米材料由于其良好的结构和功能特性,常做为氧还原反应中电催化剂的载体或直接做为氧还原反应的电催化剂。本文从具有良好导电性和高比表面积的炭黑(BP2000)出发,在对其进行表面氧化的基础上分别通过高温氨化和Fe(NO3)3溶液浸渍/高温煅烧进行了掺氮(N-BP2000)和掺铁(Fe-BP2000),对比考察了掺氮和掺铁对所得催化剂氧还原性能的影响。结果表明,所制备的掺氮炭黑(N-BP2000)和掺铁炭黑(Fe-BP2000)电催化剂的氧还原活性均较BP2000电催化剂提高显著。其中,Fe-BP2000电催化剂,表现出了最佳的氧还原活性,其半波电位为0.774 V,分别比N-BP2000与BP2000电催化剂正22、108 mV,同时其也表现出最佳的长程稳定性。

高硫石油焦分级多孔炭的制备及电容脱盐性能研究

电容脱盐是基于双电层原理的新兴脱盐技术,由于其具有所需电压低、能量消耗小和无二次污染等优点受到研究学者的广泛关注。多孔炭具有较高的比表面积、孔结构可调、物理和化学性质稳定等优点,常被用于电容脱盐的电极材料。多孔炭中非炭材料的引入,能为材料提供一定的赝电容,提高材料的电容脱盐性能。本文探究了含硫多孔炭对电容脱盐的影响,实验以高硫石油焦为炭前驱体,KOH为活化剂,在高温下一步活化得到分级多孔炭,并对多孔炭的电容脱盐性能进行了测定。结果表明,高硫石油焦KOH活化后,孔体积和比表面积得到很大的提高,而硫含量随着KOH添加量的增加逐渐降低直至为零。通过分级多孔炭电容脱盐的测试,发现微孔不利于电容脱盐,介孔更利于电容脱盐。与不含硫官能团的ACs进行对比,含硫官能团对脱盐具有增益效果,AC-2电极单循环脱盐量达到5.00 mg/g,单位比表面积的脱盐量达到0.015 mg/m^2。