基于金属有机框架结构衍生多孔碳材料制备及电催化进展

金属有机框架结构(MOFs)是指通过配位键由金属离子或团簇和有机配体自组装形成的多孔无机-有机杂化材料。MOFs材料具有丰富的孔结构分布、较大的比表面积、多样的结构与功能、大量的金属活性位点等特点,被广泛应用于催化、传感、气体吸附、能源储存。然而,由于大多数MOFs材料在强酸碱环境中不稳定,导电性较差,特别是将MOFs直接用作电催化剂时的催化性能不高。近年来,大量研究表明通过将不同种类的MOFs作为模板制备新颖的多孔碳纳米催化剂,表现出了高电催化活性、优异的稳定性等优势。综述了MOFs及其衍生多孔碳材料的类型和制备方法,并介绍了MOFs衍生多孔碳材料在电催化方面的一些应用。

基于UiO-66系列衍生碳基材料负载Ru基催化剂研制及其氨分解制氢性能研究

采用水热法制备出正八面体的UiO-66和UiO-66-NH2,在氩气氛围下热处理以及氢氟酸刻蚀后,可获得了ZrO2/CN、ZrO2/C、CN和C四种载体材料,并以此为载体负载Ru金属。以氨分解制氢为模型反应,采用TEM和XRD对其结构进行了表征,主要研究UiO-66系列衍生碳基材料负载钌金属催化剂的的结构-性能关系。研究结果表明:ZrO2和N元素协同Ru可显著增加氨解性能,2%Ru-ZrO2/CN在550℃下转化率可达到99.01%以及具有最低的活化能Ea为31.60 kJ/mol。

N、P共掺杂莲藕生物碳材料用于芦丁的电化学传感

以莲藕为生物质原料、聚磷酸铵(APP)为氮磷掺杂剂制备了一种N、P共掺杂生物质碳材料,采用SEM、TGA、XRD、XPS和FTIR对材料的结构、形貌和元素组成进行了表征,并以该碳材料修饰玻碳电极,构建了一种检测芦丁的电化学传感器。采用电化学阻抗谱、循环伏安法和差分脉冲伏安法考察了传感器的电化学性能及芦丁在不同电极上的电化学行为。结果表明,在莲藕与APP质量比为1∶1、热解温度为800℃条件下,制备的热解碳材料修饰电极对芦丁的检测效果最好。在最优化条件下,芦丁浓度与该修饰电极的响应电流呈线性关系,检出范围为0.01~10μmol/L,检出限为1.19×10^(–2)μmol/L(信噪比=3)。此外,该修饰电极对双黄连口服液和健康人尿样中芦丁的测定效果良好。