建筑废弃物木屑材料制备多孔碳材料
发布时间：2021-06-06 20:46
为研究建筑废弃物——锯末木屑在环保中的应用,以NaNH2为活化剂和氮源,利用一步热解法制备了氮掺杂的多孔碳材料,采用X射线衍射、X光电子衍射、氮气吸附-脱附等温线等方法对样品进行表征。结果发现样品主要由微孔构成,大的比表面积和高的氮含量相互协同,为CO2的电化学还原反应提供了丰富的催化活性位点和CO2反应物。电化学测试研究结果发现,样品还原CO2的主产物为CO,在-0.7 V（可逆氢电极,RHE）的过电势下,CO的法拉第效率高达82%,且样品可持续稳定电解18 h。说明以建筑废弃木屑材料制备的多孔碳可有效还原CO2,实现在环保领域中的应用。
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(12)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
样品的N2吸附-脱附等温线
表1 样品孔结构特性Table 1 Textural properties of samples Sample Specific surface area/(m2·g-1) Total pore volume/(cm3·g-1) Micropore volume/(cm3·g-1) SA-700 1 405.8 0.72 0.59 SA-800 1 622.4 0.82 0.68 SA-900 1 524.4 0.75 0.58图2所示为样品的XRD谱,所有样品均出现两个较宽的衍射峰,位于24.5°和44.2°,分别对应于无定型碳的(002)峰(100)峰,且活化温度越高,两个衍射峰越宽,说明样品的无序度越高[10]。
图4～图6分别对样品的氮元素进行了X光电子能谱分析,进一步确定了样品中氮元素的存在形式,对氮元素进行解卷积后发现所有样品的氮元素均由吡啶-氮、吡咯-氮和吡啶型的氮氧化物三种形式存在[11],其中吡咯-氮和吡啶-氮的含量均高于吡啶型的氮氧化物。据文献报道,吡咯-氮和吡啶-氮相较于吡啶型的氮氧化物更有利于CO2电化学还原反应的进行,同时可抑制竞争反应,即析氢反应的发生[12]。图4 样品SA-700的氮元素的X光电子能谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳资源化技术研究进展[J]. 赵毅,王永斌,王添颢. 再生资源与循环经济. 2020(02)
[2]铋基二氧化碳还原电催化材料研究进展[J]. 周睿,韩娜,李彦光. 电化学. 2019(04)
[3]氮掺杂碳催化过硫酸钾降解水中二甲酚橙[J]. 吴婧,李松,王月鑫,郭川洲,封莹莹,蔡可迎. 精细石油化工进展. 2018(06)
[4]磁处理对循环冷却水硬度的影响[J]. 张恩玉,姚夏妍,鲁兴武,程亮,崔海瑞. 中国冶金. 2018(04)
[5]铁前系统的二氧化碳减排技术浅析[J]. 王海洋,张建良,王广伟,姜曦. 中国冶金. 2018(01)
[6]氢氧化钾催化木屑热解特性影响研究[J]. 白斌,周卫红,张欢,刘博林,宋歌. 可再生能源. 2017(12)
[7]二氧化碳电化学还原的研究进展[J]. 白晓芳,陈为,王白银,冯光辉,魏伟,焦正,孙予罕. 物理化学学报. 2017(12)
[8]二氧化碳电化学还原概述[J]. 张琪,许武韬,刘予宇,张久俊. 自然杂志. 2017(04)
[9]半导体/金属配合物仿生催化表面的CO2增强吸附与高效还原[J]. 赵国华. 应用技术学报. 2017(01)
博士论文
[1]高效非贵金属二氧化碳电化学还原催化剂的研究[D]. 刘开华.吉林大学 2019
硕士论文
[1]钢渣基高反应性焦炭孔结构的溶损演化行为[D]. 梁磊.华北理工大学 2019
[2]基于铜基纳米材料的电化学二氧化碳还原研究[D]. 黄鹏.南昌航空大学 2017
本文编号：3215113
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(12)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
样品的N2吸附-脱附等温线
表1 样品孔结构特性Table 1 Textural properties of samples Sample Specific surface area/(m2·g-1) Total pore volume/(cm3·g-1) Micropore volume/(cm3·g-1) SA-700 1 405.8 0.72 0.59 SA-800 1 622.4 0.82 0.68 SA-900 1 524.4 0.75 0.58图2所示为样品的XRD谱,所有样品均出现两个较宽的衍射峰,位于24.5°和44.2°,分别对应于无定型碳的(002)峰(100)峰,且活化温度越高,两个衍射峰越宽,说明样品的无序度越高[10]。
图4～图6分别对样品的氮元素进行了X光电子能谱分析,进一步确定了样品中氮元素的存在形式,对氮元素进行解卷积后发现所有样品的氮元素均由吡啶-氮、吡咯-氮和吡啶型的氮氧化物三种形式存在[11],其中吡咯-氮和吡啶-氮的含量均高于吡啶型的氮氧化物。据文献报道,吡咯-氮和吡啶-氮相较于吡啶型的氮氧化物更有利于CO2电化学还原反应的进行,同时可抑制竞争反应,即析氢反应的发生[12]。图4 样品SA-700的氮元素的X光电子能谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳资源化技术研究进展[J]. 赵毅,王永斌,王添颢. 再生资源与循环经济. 2020(02)
[2]铋基二氧化碳还原电催化材料研究进展[J]. 周睿,韩娜,李彦光. 电化学. 2019(04)
[3]氮掺杂碳催化过硫酸钾降解水中二甲酚橙[J]. 吴婧,李松,王月鑫,郭川洲,封莹莹,蔡可迎. 精细石油化工进展. 2018(06)
[4]磁处理对循环冷却水硬度的影响[J]. 张恩玉,姚夏妍,鲁兴武,程亮,崔海瑞. 中国冶金. 2018(04)
[5]铁前系统的二氧化碳减排技术浅析[J]. 王海洋,张建良,王广伟,姜曦. 中国冶金. 2018(01)
[6]氢氧化钾催化木屑热解特性影响研究[J]. 白斌,周卫红,张欢,刘博林,宋歌. 可再生能源. 2017(12)
[7]二氧化碳电化学还原的研究进展[J]. 白晓芳,陈为,王白银,冯光辉,魏伟,焦正,孙予罕. 物理化学学报. 2017(12)
[8]二氧化碳电化学还原概述[J]. 张琪,许武韬,刘予宇,张久俊. 自然杂志. 2017(04)
[9]半导体/金属配合物仿生催化表面的CO2增强吸附与高效还原[J]. 赵国华. 应用技术学报. 2017(01)
博士论文
[1]高效非贵金属二氧化碳电化学还原催化剂的研究[D]. 刘开华.吉林大学 2019
硕士论文
[1]钢渣基高反应性焦炭孔结构的溶损演化行为[D]. 梁磊.华北理工大学 2019
[2]基于铜基纳米材料的电化学二氧化碳还原研究[D]. 黄鹏.南昌航空大学 2017
本文编号：3215113
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3215113.html
