The self-assembly of gold nanoparticles in large-pore ordered mesoporous carbons

Simple encapsulation of 3 nm gold nanoparticles in ordered mesoporous carbon with large pores of 17 nm and thick pore walls of 16 nm was achieved by a metal–ligand coordination assisted-selfassembly approach.Polystyrene-block-polyethylene-oxide(PS-b-PEO)diblock copolymer with a large molecular weight of the PS chain and mercaptopropyltrimethoxysilane were used as the template and the metal ligand,respectively.Small-angle X-ray scattering,X-ray diffraction,transmission electron microscopy,and X-ray photoelectron spectroscopy showed that monodispersed aggregation-free gold nanoparticles approximately 3 nm in size were partially embedded in the large open pore structure of the ordered mesoporous carbon.The strong coordination between the gold species and the mercapto groups and the thick porous walls increased the dispersion of the gold nanoparticles and essentially inhibited particle aggregation at 600℃.The gold nanoparticles in the ordered mesoporous carbon are active and stable in the reduction of nitroarenes involving bulky molecules using sodium borohydride as a reducing agent under ambient conditions(30℃)in water.The large interconnected pore structure facilitates the mass transfer of bulky molecules.

常温下真空浸渍制备的LMC/S复合材料

在常温下,采用真空浸渍的方法,将单质硫(S)填充在大介孔炭(LMC)的孔中,制备出LMC/S复合材料。用SEM、XRD和氮吸附等方法对复合材料进行了分析,用恒流放电、循环伏安等方法对复合材料的电化学性能进行了测试。填充在LMC中的硫高度分散,复合材料的循环性能和硫的利用率都较高。当电流密度为0.4 mA/cm2时,LMC/S电极中硫的首次放电比容量达1 215.5 mAh/g,第50次循环的可逆比容量仍有535.3 mAh/g。

介孔炭材料及介孔炭／氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附

介孔炭材料与活性炭相比具有较大的孔体积和孔径,高的比表面积以及规则的孔道结构,而介孔炭/氧化硅复合材料兼顾了活性炭与介孔材料的优点,因此在吸附大分子有机污染物方面有很好的应用前景。笔者综述了近年来介孔炭,负载/修饰后的介孔炭,介孔炭/氧化硅复合材料的制备和最新研究进展。在制备方面,根据其制备机理的不同可分为硬模板法和软模板法,制备出有序的介孔炭与介孔炭/氧化硅复合材料。在应用方面,重点介绍了介孔炭材料和介孔炭/氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附性能。进而对介孔炭/氧化硅复合材料在吸附方面的应用进行了展望。

一步硬模板法制备层次孔炭及其在锂硫电池中的应用（英文）

采用一步硬模板法炭化酚醛树脂和葡萄糖酸镁制备得到具有大表面积和层次化结构的微孔-中孔炭材料(HMMC)。在炭化过程中,葡萄糖酸镁分解形成纳米氧化镁(MgO)可以作为硬模板。制备得到的HMMC具有高的比表面积(1560m^2·g^(-1)),大的孔容(2.6cm^3·g^(-1)),可以实现较高硫的负载量,并可以提供硫体积膨胀的空间。此外,相互连通的孔结构和炭骨架也能够提供快速的电子和锂离子的传输通道。因此,与硫复合后得到的碳-硫杂化材料(HMMC-S)在0.3C电流密度下,初始放电容量高达939mAh·g^(-1),经150周循环后容量仍有731mAh·g^(-1),每周的容量损失率仅为0.15%。在较高的电流密度2C下,其容量仍可达626mAh·g^(-1),表现出优异的倍率性能和长循环稳定性。

用于CO_2吸附的具有大孔体积的富氮多孔炭的制备

在具有超大孔容和孔径的中孔炭上负载不同量的四乙烯五胺(TEPA),考察了TEPA负载炭在不同温度下的CO_2吸附性能。利用氮气吸附解析、扫描电镜和热重分析表征复合材料的孔结构和CO_2吸附性能。结果表明,即使当TEPA负载量增加到100%时,中孔炭的多孔结构依然被保留,并且TEPA均匀负载在内部孔道上。多孔结构和高TEPA负载量赋予了该材料优良的CO_2吸附性能。75℃时,CO_2吸附容量和吸附速率较高,最大CO_2吸附量达到1.46 mmol/g,并且3 min内即可获得CO_2饱和吸附量。25℃时,二氧化炭的吸附量和吸附速率都有所降低,但仍分别达到0.92 mmol/g和15 min。在同类材料中,这样的结果相当高。本研究所得复合材料的高吸附容量和高速率对实践中CO_2吸附具有重要意义。

原位氮掺杂大孔径介孔碳材料的制备及表征

以壳聚糖为新型碳氮源、三嵌段共聚物F127为软模板、正硅酸乙酯(TEOS)为硅模板,利用混合模板法制备了原位氮掺杂大孔径介孔碳。利用N2吸附脱附等温线、XRD、SEM、XPS和TEM对样品进行表征。结果表明,以F127和TEOS作为共模板,制备得到的介孔碳材料具有大的孔径(18.6 nm)和高的介孔孔容(2.56 cm^3/g);最佳制备条件为:Si/C=1.33、pH=4.5、反应温度为30℃;氮元素成功原位掺杂到大孔径介孔碳材料中,其含量为3.95%。样品对牛血清白蛋白(BSA)有较好的吸附能力。