我科研团队开发单开口中空碳球合成新策略并进一步揭示空间限域效应
5月6日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,为了提高空腔的利用效率以及拓展中空碳材料的应用范围,中科院青岛能源所王光辉研究员联合浙江工业大学朱艺涵教授开发了一种聚乙二醇(PEG)分子辅助的策略合成单开口中空碳球(HCH),并进一步研究了其在有机染料分子吸附过程中的性能及空间限域效应,相关研究结果发表在《材料化学》(Chemistry of Materials)杂志上。该论文第一作者是青岛能源所的博士研究生于群,通讯作者是浙江工业大学的朱艺涵教授和青岛能源所的王光辉研究员。
中空碳材料因其独特的空腔结构,高的比表面积及孔隙率等优点,在催化、吸附、储能和生物医学等领域有着广泛的应用前景。但是,中空碳材料的壳壁往往会阻碍大分子扩散,使空腔失去作用,极大限制了中空碳材料的性能及应用范围。
据介绍,前期,王光辉研究员带领的多孔催化材料研究组成功制备了两种中空碳球纳米反应器:PdCu双金属纳米粒子封装于空心碳球内部的纳米反应器(PdCu@HCS)和负载于空心碳球外表面的纳米反应器(PdCu/HCS)。通过在一系列液相加氢反应中的对比,发现空间限域作用有利于提高小分子(例如:苯乙烯)的加氢反应速率,而对于2-乙烯萘,由于壳壁的限制作用会使反应速率降低,对于分子尺寸更大的9-乙烯蒽,壳壁微孔的存在会限制其进入空腔进行加氢反应。由此可见,中空碳壳层上的孔道尺寸对传质有显著的影响,对于与孔尺寸相近或更大的底物分子,空腔并不能起到富集或者存储等作用。
基于上述对中空材料的认识,研究人员利用PEG分子在高温水热过程中与水分子的氢键作用力减弱,疏水性增强,在微乳界面起到反向破乳剂的作用,使得微乳模板的稳定性降低,最终成功合成单开口结构。通过改变PEG分子的大小,还可以合成完整中空结构(HCS)以及半碗结构(HCB)的碳材料。通过对比研究表明,在吸附大分子染料(例如:刚果红)的过程中,HCH较HCS和HCB具有更快的吸附速率和更高的吸附容量(HCH的吸附容量是HCS的4倍)。这一结果进一步证明了HCH的空间限域效应,在吸附大分子过程中产生富集作用。
不同结构中空碳球及吸附强化过程。于群供图
您可能也感兴趣:
为您推荐
辽宁省积极部署种植业保险投保工作 推进特色农作物保险
江苏医惠保1号理赔金额达7559.9万元 减轻群众高额医疗费用负担
因旗下部分产品存在问题 三家险企被要求全面整改
排行
最近更新
- 我科研团队开发单开口中空碳球合成新策略并进一步揭示空间限...
- 乐亭联社践行社会责任,精心打造“校园智慧食堂”
- 疫情期间非法营运 芜湖交通执法“重拳”查处
- 中资美元债集中到期 远洋集团提前偿债优化债务结构
- 稳中求变,改革助力洋河股份加迈进二次腾飞
- 隐私计算渐成为金融行业刚需,商业应用正在加速
- 英国30年期国债收益率达到英国脱欧公投以来的最高水平
- 黄山屯溪一小区外墙空鼓严重
- 英国表态全球经济硬着陆风险,美债美股双跌
- 黄山市一居民正要转账20余万元至“安全账户” 警察来了
- 铜陵市铜官区最新通告 寻找同时间同轨迹人员
- 科技助力青海人防建设完备数字化警报系统
- 寿县最新通告 恢复公交、出租、县内班线等运营
- 凤台两名“粮官”套取粮款30余万元 存入银行数年没敢花
- 破坏耕地!滁州一男子被罚款72万元
- 隐瞒上海旅居史且返乡不报备 怀宁这人被通报
- 昆二晶-光伏防反二极管照亮光伏新领域
- 重庆每年新发尘肺病报告例数不断下降 已建成尘肺病康复站74个
- 疫情之下选择什么项目创业?欧美挺全国火爆招商加盟
- 年轻范就要潮!出口冠军企业奥马冰箱的设计鉴赏
- 青海加强职业病防治能力建设 重点职业病监测已扩展到121种
- 青海加强职业病防治能力建设 重点职业病监测已扩展到121种
- 几十年如一日坚守临床一线,瑞尔齿科潘巨利教授求索不止
- 五一假期广州市燃油车销量遭遇寒流 新能源汽车热销
- 创历史新高!传祺M8四月销量突破8000辆!
- 杭州多举措为重点群体就业搭桥铺路 一季度城镇新增就业7.55万人
- 吉林出台20项措施助力青年群体提升就业能力 提供就业和人才服务
- 浙江省文旅投资项目实现“开门稳” 山区26县表现较为抢眼
- 江苏推动生猪产能稳定在合理水平 一季度生猪存栏增加4.8%
- 长春加快复商复市步伐 复工当天2000余家餐饮商家恢复线上外卖