理化所高稳定石墨烯基催化剂研究取得进展

发布者:会哭的蓝精灵最新更新时间:2013-12-19 来源: 中国科学院关键字:理化所  石墨烯 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
   由于石墨烯独特的物理化学性质及其与其它材料的协同效应,以石墨烯为基础的复合催化剂在电催化、光催化领域引起科研工作者的广泛关注,并取得一系列重要进展。相比之下,石墨烯基催化剂在热催化领域的发展仍较为缓慢。这主要归因于石墨烯基催化剂在热催化中的固有缺点:首先,石墨烯纳米片之间的强π–π相互作用力使催化剂团聚严重从而遮蔽了大量活性位点;其次,石墨烯与其表面负载的纳米催化剂之间作用力较弱,使得负载的纳米催化剂颗粒容易发生迁移、团聚长大从而降低甚至失去催化活性。因此,发展新的策略来解决以上问题是石墨烯基催化剂在热催化领域广泛应用的前提。

  近期,中科院理化技术研究所超分子光化学研究团队张铁锐研究员和美国加州大学河滨分校殷亚东教授合作发展了一种“介孔二氧化硅封装保护”策略成功解决了上述问题。在题为Graphene-supported ultrafine metal nanoparticles encapsulated by mesoporous silica: robust catalysts for oxidation and reduction reactions的文章中,研究人员将石墨烯/铂纳米颗粒复合催化剂封装在介孔二氧化硅纳米片中。这种三明治结构不仅能够利用介孔二氧化硅的限域空间有效抑制金属纳米颗粒在石墨烯表面的团聚和长大,使催化剂在高达700oC的高温条件下仍然能够保持稳定,还可以减少石墨烯纳米片之间的π–π相互作用,使该复合催化剂在溶液中具有优异的分散性能。这种介孔二氧化硅保护的催化剂不仅在硝基苯加氢反应中显示出较高的催化活性和可多次循环使用性能,而且在诸如一氧化碳氧化和水汽反应等高温催化反应中也都显示出极佳的稳定性。此外,即使该催化剂被有机毒化分子毒化,也可以通过简单的热处理完全恢复活性。该方法还具有很好的通用性,铂纳米颗粒可以替换成诸如钯、钌等其它金属纳米催化剂。

  相关研究结果以“热点文章(hotpaper)”形式发表在国际化学领域期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition),并被选为当期“内封面(inside cover)”向读者重点推荐。随后国际著名科学媒体Materials Views以A robust graphene-supported catalyst为题对该研究进行了亮点点评(highlight)。该报道认为,这种石墨烯模板和“介孔二氧化硅封装保护”策略的组合提供了一个健壮的开发高稳定工业相关催化剂的平台。

  相关研究工作得到了科技部国家重点基础研究计划,国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目、重大研究计划培育项目、面上项目,中组部青年拔尖人才支持计划,中国科学院知识创新项目及太阳能行动计划的大力支持。

  亮点点评  


Angewandte Chemie International Edition封面
关键字:理化所  石墨烯 引用地址:理化所高稳定石墨烯基催化剂研究取得进展

上一篇:中移动推4G定制终端白皮书 称明年售1亿部
下一篇:外媒观点:为什么苹果的明年会和今年不同

推荐阅读最新更新时间:2024-05-03 13:36

中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告
2018年各省市石墨烯基地汇总 在国家政策确立石墨烯“新材料之王”地位、集中力量促进石墨烯发展的背景下,多个省市“抢跑”石墨烯产业化,各级政府将石墨烯产业作为地方产业升级换代的突破口,纷纷成立石墨烯相关产业园区或企业联盟。 根据前瞻产业研究院《2018-2023年中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》不完成统计,截至2018年3月全国各地有21家在建或已建成的石墨烯研究院或产业基地,包括常州、无锡、重庆、北京、青岛等先发城市,地方政府的相关财政资金也有望在未来几年达到千亿规模。 其中,东南沿海地区凭借其优越的地理位置、便利的交通条件以及雄厚的经济实力涌现出一批具有规模效应的石墨烯企业,长三角地区石墨烯
[工业控制]
技术解析:石墨烯在化学电源中的新应用
  2011年4月底日本产业技术综合研究所发布消息,称其开发出不使用贵重金属及金属氧化物,仅利用石墨烯作为空气电极的新型锂空气电池,此项成果已在美国化学学术杂志《ACSNano》上发表。   近年来,锂离子蓄电池的开发成为关注焦点。与其它可充电电池相比,锂离子蓄电池虽然具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、自放电低等优点,但电动车的续航里程还是受到电池容量的制约。   锂离子电池电极制备工艺已不能满足现代社会对于绿色节能生产的要求,在理论上比锂离子电池具有更大容量、更高比能量的锂空气电池,有望成为下一代的电动车用电池,以美、日为代表的学者们掀起了锂空气电池的研究热潮。   锂空气电池中的空气电极一般使用Pt作为催化剂,成本很高。
[电源管理]
技术解析:<font color='red'>石墨烯</font>在化学电源中的新应用
广汽石墨烯电池技术亮相 8分钟就可以将电池充电至80%!
在昨晚的广汽科技日上,广汽集团亮相了众多“黑科技”,除了零排放 氢燃料电池 实车、GPMA和GEP两大平台模块化架构、ADiGO智驾互联生态系统外,最重磅的要数石墨烯电池了。 据了解,广汽石墨烯研发团队于2014年成立,目前广汽已拥有3DG石墨烯制备技术具有独立的自主知识产权,并且已经形成初步的工艺包和工程能力,在下游应用领域取得了突破。 墨烯材料主要应用在快充 锂离子电池 、超级电容、锂硫电池和轻量化车身材料等多个领域。广汽3DG制备方法简单、稳定、高效,得到的三维多级孔结构石墨烯能有效克服成本缺陷,生产制备成本可达常规制备方式的1/10。 官方称,基于石墨烯优良的导电性和特殊的三维结构,广汽开发了一款超级快充电池,
[汽车电子]
充电10分钟跑1000公里!又是中国首造!
    石墨烯基锂离子电池产品发布会在京举办,国内最早进入石墨烯领域的上市公司之一东旭光电推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”。这次石墨烯基锂离子电池产品的问世,代表着我国在石墨烯技术上已领先于世界别国,这是历史性的一刻,伟大的祖国再一次让世界膜拜!作为世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”。该产品性能优良,可在-30℃—80℃环境下工作,电池循环寿命高达3500次左右,充电效率是普通充电产品的24倍。      ‘烯王’的落地开启了石墨烯在能源领域的应用时代。”东旭光电投资负责人、上海碳源汇谷董事长王忠辉表示:“该石墨烯技术是石墨烯在锂电池应用史上的一次革命性突破,是石墨烯业界翘首以盼的真正的杀手级应用。”原国家
[电源管理]
龙力生物石墨烯助力新能源汽车产业进入加速调整期
   日前,国家发改委发布了未来五年内将全部取消汽车行业的外资股比限制,同时随着新能源汽车补贴不断退坡,新能源汽车进入了一个产业加速调整的时期。   新能源车是汽车行业的发展新趋势,而汽车动力电池续航里程有限、充电时间长等短板,阻碍了电动汽车的普及。石墨烯材料是目前世界上已发现的最薄、最轻、最强的新型纳米材料,具备极佳的电化学储能特性,超快速充放电、循环充电,能为汽车动力电池带来颠覆性的变革。目前,中科院宁波材料所研发出了石墨烯改性高能量密度锂离子超级电容器,并通过了宁波经信委组织的新产品鉴定。专家认为,产品单体容量达17KF、能量密度达到20Wh/kg以上、功率密度接近8kW/kg,技术水平达到国际领先水平。该类产品经用户
[新能源]
石墨烯基电池即将量产 想要超快充电速度?还得解决这些问题
目前电动车对于不少车主来说真的是个让人“又爱又恨”的产品。它的静谧性、加速表现真的让人难以忘怀;但是谈到续航和充电,那车主们是一肚子“苦水”,续航短、充电慢的问题严重影响了电动车的用车体验。不过最近广汽埃安官方发布全新动力电池科技能“让充电像加油一样便捷”,石墨烯基电池超级快充电池可实现8分钟充满80%,这不仅在新能源领域引起了极大的关注,也让不少车主看到了希望。今天的《车事新知》,就来探秘一下广汽埃安的石墨烯基电池。 在聊石墨烯基电池之前,我们先来了解下石墨烯,石墨烯其实在我们身边就存在,比如铅笔在纸上划过的痕迹,其实就包含有多层石墨烯。单层的石墨烯是碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它具有极强导电性、超高
[汽车电子]
<font color='red'>石墨烯</font>基电池即将量产 想要超快充电速度?还得解决这些问题
首个石墨烯产业地图白皮书发布
  10月,中国电子信息产业发展研究院(简称赛迪研究院)发布了《中国 石墨烯 产业地图白皮书(2017年)》(简称《白皮书》)。《白皮书》以地图形式全面概括总结了我国 石墨烯 产业的区域分布特征,对重点城市/基地的 石墨烯 产业发展状况、特征进行了阐述,在此基础上对未来我国石墨烯产业的空间发展趋势进行了预测,为我国石墨烯产业健康发展和相关产业管理工作提供了有力支撑。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。    一、已初步形成“一核两带多点”的空间格局   目前,我国石墨烯产业已经初步呈现出集群化分布特征,形成“一核两带多点”的空间格局。“一核”主要指以北京为核心,辐射环京津冀地区,依托其独有的研发资源,发展成为我国石墨烯
[嵌入式]
三星使用石墨烯和硅让锂电池容量翻倍
    三星和韩国多家大学研究人员一起努力,已经成功地创造出一种新技术,可以基本上将我们目前使用的锂电池容量翻倍,并且该技术在不久之就可以商业化。研究人员使用硅作为新型电池的阳极。硅因为其原子结构,在能量储存领域已经被看作是一个潜在的革命性材料。但是该材料具有一个大问题,即充电和放电循环过程中尺寸会发生变化。 三星公司已经开发方法来克服此问题:研究人员将硅纳米颗粒涂布在石墨烯层上,由于其优异的导电和机械性能,可以让硅纳米颗粒左右滑动,并在需要时可以展开或收缩。确保硅材料具有它需要的所有空间。 通过使用这种技术,三星能够创造出使用硅阳极的电池,能量容量几乎是现今锂电池的2倍,同时保持尺寸,体积和安全性。事实上,这种新类型电池提供1.8
[手机便携]
小广播
最新手机便携文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved