一种用于提高电催化氧还原性能的铁氮共掺杂碳纳米催化材料

    公开(公告)号:CN111082084A

    公开(公告)日:2020-04-28

    申请号:CN202010008405.5

    申请日:2020-01-06

    Applicant: 新疆大学

    Abstract: 本发明公开了一种采用有效的竞争性配位策略构建的一种铁氮共掺杂碳电催化材料(Fe@N-C),将2-甲基咪唑或苯并咪唑作为氮源和竞争性配体引入到合成Fe-MIL-101中,制备得到了具有棒状结构并且掺杂氮原子的Fe-MIL-101-N晶体,2-甲基咪唑或苯并咪唑中氮原子上的孤对电子很容易与对苯二甲酸发生竞争配位作用,从而调控晶体的成核和生长,并且能够与Fe原子形成相应的Fe-N活性位点。2-甲基咪唑或苯并咪唑作为有效的功能调节剂能够使活性位点更加均匀地分布,通过控制2-甲基咪唑或苯并咪唑的掺杂量以及不同的煅烧温度,最终形成Fe@N-C结构。活性氮物种的掺杂和导电碳骨架的支撑,使其表现出优异的电催化氧还原性能,并且在碱性溶液中具有优异的长期稳定性和耐甲醇性。

    一种钨钼基氮碳化物纳米材料及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN112725819A

    公开(公告)日:2021-04-30

    申请号:CN202110077852.0

    申请日:2021-01-20

    Applicant: 新疆大学

    Abstract: 本发明公开了一种钨钼基氮碳化物纳米材料及其制备方法与应用,本发明采用封装策略将磷钨酸水合物和磷钼酸水合物作为活性物种引入到铜基金属有机骨架化合物中,制备了具有纳米八面体封装结构的钨钼基纳米材料,然后通过高温下与三聚氰胺或双氰胺发生的气相沉积反应,合成了具有丰富MoxN/MoxC/WxN/WxC活性位点的钨钼基氮碳化物纳米电催化材料。所采用的封装作用和原位渗碳反应不仅防止了活性物质的流失,更使其均匀分布。促使来自气相沉积反应的挥发性CNx物质更加充分的被捕获,致使封装结构中的金属氧化物被氮化,合成了钨钼基氮碳化物纳米材料在低浓度电解液中具备高效的三功能电催化性能。

    一种高效催化二氧化碳环加成反应的碱性功能化F-Mn-MOF-74纳米催化材料

    公开(公告)号:CN111068786A

    公开(公告)日:2020-04-28

    申请号:CN201911348418.0

    申请日:2019-12-24

    Applicant: 新疆大学

    Abstract: 本发明公开了一种纳米级碱性功能化F-Mn-MOF-74催化材料的制备方法及高效催化二氧化碳与环氧化物的环加成反应。将腺嘌呤或二甲基咪唑作为碱源和竞争性配体引入到合成Mn-MOF-74中,腺嘌呤或二甲基咪唑中氮原子上的孤对电子能够与2,5二羟基对苯二甲酸发生竞争配位作用,采用溶剂热法制备得到了具有纳米级功能化的F-Mn-MOF-74晶体。腺嘌呤或二甲基咪唑不仅作为竞争性配体改变了Mn-MOF-74的晶体形态,还作为路易斯碱性位点的来源提高了纳米级碱性功能化的F-Mn-MOF-74催化材料在二氧化碳与环氧化物环加成反应中的催化活性。采用溶剂热法合成的纳米级碱性功能化的F-Mn-MOF-74催化材料,在反应温度为70-130℃,反应压力为3bar-19bar,反应时间为2-14h,催化剂的加入量为1-30mg的反应条件下催化环加成反应,具有优异的催化性能。

    一种用于高效双功能电催化的竹节状氮掺杂碳纳米纤维包覆过渡金属合金纳米粒子催化材料

    公开(公告)号:CN111068734A

    公开(公告)日:2020-04-28

    申请号:CN201911350565.1

    申请日:2019-12-24

    Applicant: 新疆大学

    Abstract: 本发明公开了一种竹节状氮掺杂碳纳米纤维包覆过渡金属合金纳米粒子电催化材料的制备方法及其高效电催化氧还原和析氧性能。通过静电纺丝技术,将PS纤维或PAN纤维与CoXNiY-BTC相结合,合理的设计并合成了MOFs@PS或MOFs@PAN纳米纤维,通过高温碳化,合成了竹节状氮掺杂碳纳米纤维包覆过渡金属合金纳米粒子的电催化材料。通过控制不同的Co/Ni摩尔比,制备出纳米级前驱体CoXNiY-BTC,通过聚苯乙烯或聚丙烯腈的包覆,形成了CoXNiY-BTC@PS或CoXNiY-BTC@PAN纳米纤维。其中PS纤维或PAN纤维作为模板在高温碳化过程中转化为具有良好导电性的碳纤维,Co/Ni双金属合金在均匀碳氮结构的包覆下避免了电解液的腐蚀和减缓其在反应过程中的团聚,并且金属相与碳纤维之间的协同作用将显著增强材料的电催化氧还原和析氧活性。

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