氮掺杂中空碳球氧化物模拟酶性能研究

纳米酶由于其独特、高效、稳定的催化性质而在生化反应中备受关注。本研究以碳酸钙微球为绿色模板剂,多巴胺为氮源与碳源,合成了氮掺杂中空碳球(N-HCSs)。以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)为底物,采用紫外分光光度法探究了N-HCSs的类氧化物酶的催化活性,并研究其催化机理。结果表明,N-HCSs具有氧化物模拟酶催化活性,KOH活化后氮掺杂中空碳球的催化活性提高了3倍;N-HCSs氧化物模拟酶催化反应符合Michaelis-Menten方程,活化前后的米氏常数K_(m)分别为0.105和0.083,对底物具有良好的亲和能力;N-HCSs氧化物模拟酶催化反应中起主要作用的活性氧基团是超氧阴离子(O2^(·–))。本研究为高活性无机非金属类氧化物模拟酶的设计和制备提供了理论依据。

氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂

低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。

氮掺杂纳米中空碳球的制备与高效去除双酚A

制备了氮掺杂纳米中空碳球(NHCS),并研究其对水中双酚A(BPA)的吸附情况。采用扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构和形貌表征,考察了p H值和吸附剂投加量对BPA的吸附影响,探究了NHCS对BPA的吸附行为和机制。结果表明:NHCS对BPA具有较好的吸附能力和重复性;当p H值为6时,NHCS对BPA的最大吸附量达到了171.6 mg/g,吸附过程符合准二级吸附动力学方程和Freundlich吸附等温线模型;热力学参数ΔG为负值,表明该吸附过程为自发过程。