中文名 | 新型多孔碳基材料的复合设计与载硫机制研究 | 项目类别 | 面上项目 |
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项目负责人 | 邹如强 | 依托单位 | 北京大学 |
以单质硫为正极、金属锂为负极的锂硫电池以其高的理论比能量,原料硫廉价、环境友好的特性有望新一代动力电池。但是,由于硫单质导电性差,放电产物多硫化物易溶解耗散,从而导致电池活性物质利用率低,循环性能差,容量逐步衰减。目前的研究发现,通过硫正极的改性可以显著地提高硫正极的导电率并抑制多硫化物的溶解流失,但是这些研究主要集中于材料制备方法和性能分析,对于载体材料的微观结构和化学特性对整体性能的影响尚缺乏系统的研究。本项目拟设计、合成多种具有超高比表面积和大孔容的新型纳米多孔碳材料,并以之为载体,制备碳-硫复合正极材料。利用实时原位同步辐射和先进的中子衍射技术研究并揭示材料的结构与电化学性能之间的关系,为研发高比容量锂硫电池提供重要理论指导和实验依据。该项研究将促进动力锂离子电池在汽车领域的技术发展,对加快实现我国电动汽车的产业化发展和规模化应用将起到推动作用,具有积极和重要的现实意义。 2100433B
序号 |
标题 |
类型 |
作者 |
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1 |
Selective H2S/CO2 Separation by Metal-Organic Frameworks Based on Chemical-Physical Adsorption |
期刊论文 |
Liu, Jia(#),Wei, Yajuan,Li, Peizhou,Zhao, Yanli(*),Zou, Ruqiang(*) |
2 |
Metal-organic frameworks and their derived nanostructures for electrochemical energy storage and conversion |
期刊论文 |
Xia, Wei(#)(*),Mahmood, Asif,Zou, Ruqiang(*),Xu, Qiang |
3 |
Structural manipulation approaches towards enhanced sodium ionic conductivity in Na-rich antiperovskites |
期刊论文 |
Wang, Yonggang(#),Wang, Qingfei,Liu, Zhenpu,Zhou, Zhengyang,Li, Shuai,Zhu, Jinlong,Zou, Ruqiang(*),Wang, Yingxia,Lin, Jianhua,Zhao, Yusheng |
4 |
Earth-Abundant Nanomaterials for Oxygen Reduction |
期刊论文 |
Xia, Wei(#),Mahmood, Asif,Liang, Zibin,Zou, Ruqiang(*),Guo, Shaojun(*) |
5 |
A Triazole-Containing Metal-Organic Framework as a Highly Effective and Substrate Size-Dependent Catalyst for CO2 Conversion |
期刊论文 |
Li, Pei-Zhou(#),Wang, Xiao-Jun,Liu, Jia,Lim, Jie Sheng,Zou, Ruqiang(*),Zhao, Yanli(*) |
6 |
Metal-Organic Frameworks Derived Cobalt Phosphide Architecture Encapsulated into B/N Co-Doped Graphene Nanotubes for All pH Value Electrochemical Hydrogen Evolution |
期刊论文 |
Tabassum, Hassina(#),Guo, Wenhan,Meng, Wei,Mahmood, Asif,Zhao, Ruo,Wang, Qingfei,Zou, Ruqiang(*) |
7 |
A functional form-stable phase change composite with high efficiency electro-to-thermal energy conversion |
期刊论文 |
Wu, Wenhao(#),Huang, Xinyu,Li, Kai,Yao, Ruimin,Chen, Renjie,Zou, Ruqiang(*) |
8 |
Tailoring thermal properties via synergistic effect in a multifunctional phase change composite based on methyl stearate |
期刊论文 |
Tabassum, Hassina,Huang, Xinyu,Chen, Renjie,Zou, Ruqiang |
9 |
Heterogeneous Catalysis in Zeolites, Mesoporous Silica, and Metal-Organic Frameworks |
期刊论文 |
Liang, Jie(#),Liang, Zibin,Zou, Ruqiang(*),Zhao, Yanli(*) |
10 |
一种新型复合相变蓄热材料及其制备方法 |
专利 |
陈人杰,邹如强 |
11 |
Nanostructured Electrode Materials Derived from Metal-Organic Framework Xerogels for High-Energy-Density Asymmetric Supercapacitor |
期刊论文 |
Mahmood, Asif,Zou, Ruqiang(*),Wang, Qingfei,Xia, Wei,Tabassum, Hassina,Qiu, Bin,Zhao, Ruo |
12 |
Facile Synthesis of Ultrasmall CoS2 Nanoparticles within Thin N-Doped Porous Carbon Shell for High Performance Lithium-Ion Batteries |
期刊论文 |
Wang, Qingfei(#),Zou, Ruqiang(*),Xia, Wei,Ma, Jin,Qiu, Bin,Mahmood, Asif,Zhao, Ruo,Yang, Yangyuchen,Xia, Dingguo,Xu, Qiang |
13 |
一种限域生长纳米级配位聚合物的方法 |
专利 |
王习东,陈燕,冯英杰,邹如强 |
14 |
Functionalized Bimetallic Hydroxides Derived from Metal-Organic Frameworks for High-Performance Hybrid Supercapacitor with Exceptional Cycling Stability |
期刊论文 |
Qu, Chong(#),Zhao, Bote,Jiao, Yang,Chen, Dongchang,Dai, Shuge,Deglee, Ben M.,Chen, Yu,Walton, Krista S.,Zou, Ruqiang(*),Liu, Meilin(*) |
15 |
一种石蜡-石墨泡沫复合定形相变材料及其制备方法 |
专利 |
陈良杰,邹如强,刘振濮 |
16 |
Covalent Organic Frameworks Formed with Two Types of Covalent Bonds Based on Orthogonal Reactions |
期刊论文 |
Zeng, Yongfei(#),Zou, Ruyi,Luo, Zhong,Zhang, Huacheng,Yao, Xin,Ma, Xing,Zou, Ruqiang,Zhao, Yanli |
17 |
Alkylated phase change composites for thermal energy storage based on surface-modified silica aerogels |
期刊论文 |
Huang, Xinyu(#),Liu, Zhenpu,Xia, Wei,Zou, Ruqiang,Han, Ray P. S.(*) |
18 |
Metal-Organic Framework-Derived Honeycomb-Like Open Porous Nanostructures as Precious-Metal-Free Catalysts for Highly Efficient Oxygen Electroreduction |
期刊论文 |
Zhu, Qi-Long(#),Xia, Wei,Akita, Tomoki,Zou, Ruqiang(*),Xu, Qiang |
19 |
Lanthanide contraction effects on the structures, thermostabilities, and CO2 adsorption and separation behaviors of isostructural lanthanide-organic frameworks |
期刊论文 |
Mu, Weijun,Huang, Xing,Zhong, Ruiqin,Xia, Wei,Liu, Jia,Zou, Ruqiang(*) |
20 |
Bimetallic Metal-Organic Frameworks: Probing the Lewis Acid Site for CO2 Conversion |
期刊论文 |
Zou, Ruyi(#),Li, Pei-Zhou,Zeng, Yong-Fei,Liu, Jia,Zhao, Ruo,Duan, Hui,Luo, Zhong,Wang, Jin-Gui,Zou, Ruqiang(*),Zhao, Yanli(*) |
21 |
一种相变热整流器及其制备方法 |
专利 |
陈人杰,邹如强,姚锐敏 |
22 |
Electro/photo to heat conversion system based on polyurethane embedded graphite foam |
期刊论文 |
Chen, Renjie(#),Yao, Ruimin,Xia, Wei,Zou, Ruqiang(*) |
23 |
一种金属有机骨架多孔材料及其制备方法 |
专利 |
夏威,邹如强 |
24 |
A metal-organic framework route to in situ encapsulation of Co@Co3O4@C core@bishell nanoparticles into a highly ordered porous carbon matrix for oxygen reduction |
期刊论文 |
Xia, Wei(#),Zou, Ruqiang(*),An, Li,Xia, Dingguo,Guo, Shaojun |
25 |
High-Performance Energy Storage and Conversion Materials Derived from a Single Metal Organic Framework/Graphene Aerogel Composite |
期刊论文 |
Xia, Wei(#),Qu, Chong,Liang, Zibin,Zhao, Bote,Dai, Shuge,Qiu, Bin,Jiao, Yang,Zhang, Qiaobao,Huang, Xinyu,Guo, Wenhan,Dang, Dai,Zou, Ruqiang(*),Xia, Dingguo(*),Xu, Qiang(*),Liu, Meilin(*) |
26 |
Highly dispersed Co-based Fischer-Tropsch synthesis catalysts from metal-organic frameworks |
期刊论文 |
Qiu, Bin(#),Yang, Ce,Guo, Wenhan,Xu, Yao,Liang, Zibin,Ma, Ding(*),Zou, Ruqiang(*) |
27 |
Nanoconfinement of phase change materials within carbon aerogels: phase transition behaviours and photo-to-thermal energy storage |
期刊论文 |
Huang, Xinyu(#),Xia, Wei,Zou, Ruqiang(*) |
28 |
A pore-expansion strategy to synthesize hierarchically porous carbon derived from metal-organic framework for enhanced oxygen reduction |
期刊论文 |
Zhao, Ruo(#),Xia, Wei,Lin, Cong,Sun, Junliang,Mahmood, Asif,Wang, Qingfei,Qiu, Bin,Tabassum, Hassina,Zou, Ruqiang(*) |
29 |
Well-defined carbon polyhedrons prepared from nano metal-organic frameworks for oxygen reduction |
期刊论文 |
Xia, Wei(#),Zhu, Jinghan,Guo, Wenhan,An, Li,Xia, Dingguo,Zou, Ruqiang(*) |
30 |
New challenge of metal-organic frameworks for high-efficient separation of hydrogen chloride toward clean hydrogen energy |
期刊论文 |
Liu, Jia(#),Xia, Wei,Mu, Weijun,Li, Peizhou,Zhao, Yanli(*),Zou, Ruqiang(*) |
31 |
Fabrication of Co3O4 nanoparticles in thin porous carbon shells from metal-organic frameworks for enhanced electrochemical performance |
期刊论文 |
Qiu, Bin(#),Guo, Wenhan,Liang, Zibin,Xia, Wei,Gao, Song,Wang, Qingfei,Yu, Xiaofeng,Zhao, Ruo,Zou, Ruqiang(*) |
32 |
Selective adsorption of CO2/CH4 and CO2/N-2 within a charged metal-organic framework |
期刊论文 |
Kong, Lidan,Zou, Ruyi,Bi, Wenzhu,Zhong, Ruiqin,Mu, Weijun,Liu, Jia,Han, Ray P. S.,Zou, Ruqiang(*) |
33 |
国家“优秀青年科学基金”获得者 |
科研奖励 |
邹如强 |
34 |
Hierarchical Cobalt Hydroxide and B/N Co-Doped Graphene Nanohybrids Derived from Metal-Organic Frameworks for High Energy Density Asymmetric Supercapacitors |
期刊论文 |
Tabassum, Hassina(#),Mahmood, Asif,Wang, Qingfei,Xia, Wei,Liang, Zibin,Qiu, Bin,Zhao, Ruo,Zou, Ruqiang(*) |
35 |
教育部“长江学者”青年学者 |
科研奖励 |
邹如强 |
36 |
A luminescent Zr-based metal organic framework for sensing/capture of nitrobenzene and high-pressure separation of CH4/C2H6 |
期刊论文 |
Zou, Ruyi(#),Ren, Xueling,Huang, Fang,Zhao, Yifang,Liu, Jia,Jing, Xiping,Liao, Fuhui,Wang, Yinxia,Lin, Jianhua,Zou, Ruqiang(*),Sun, Junliang |
37 |
Clicked Isoreticular Metal-Organic Frameworks and Their High Performance in the Selective Capture and Separation of Large Organic Molecules |
期刊论文 |
Li, Peizhou,Wang, Xiaojun,Tan, Siyu,Ang, Chungyen,Chen, Hongzhong,Liu, Jia,Zou, Ruqiang,Zhao, Yanli(*) |
38 |
国家“万人计划”青年拔尖人才 |
科研奖励 |
邹如强 |
39 |
Hierarchical Heteroaggregation of Binary Metal-Organic Gels with Tunable Porosity and Mixed Valence Metal Sites for Removal of Dyes in Water |
期刊论文 |
Mahmood, Asif(#),Xia, Wei,Mahmood, Nasir,Wang, Qingfei,Zou, Ruqiang(*) |
40 |
A catalyst-free synthesis of B, N co-doped graphene nanostructures with tunable dimensions as highly efficient metal free dual electrocatalysts |
期刊论文 |
Tabassum, Hassina(#),Zou, Ruqiang(*),Mahmood, Asif,Liang, Zibin,Guo, Shaojun(*) |
41 |
Metal-Organic Framework-Based Nanomaterials for Electrocatalysis |
期刊论文 |
Mahmood, Asif(#),Guo, Wenhan,Tabassum, Hassina,Zou, Ruqiang(*) |
复合材料:复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤...
木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维,决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。 1) 良好的加工性能 木塑复合材料内含塑料和纤维,因此,具有同木材相类似的加工性能,可锯、可...
新型复合墙体材料有很多,其中应用较多的,有石膏或水泥轻质隔墙板、彩钢板、加气混凝土砌块、钢丝网架泡沫板、小型混凝土空心砌块、石膏板、石膏砌块、陶粒砌块、烧结多孔砖、页岩砖、实心混凝土砖、PC大板、水平...
通过在轧制成片状的Al-12Si钎料表面上分别电镀Cu层和Ni层制得复合钎料,研究了该钎料钎缝的成形机制。结果表明,该复合钎料的钎焊机制仍然以接触反应为主。Ni元素阻止了Cu层与母材的过早接触,促使Cu层与Al-Si合金优先反应。液相首先在该界面处产生,随着液相的增多,Ni层破碎,大部分镀Ni层在钎缝形成过程中随多余熔融钎料被排出钎缝,仅小部分Ni残留在焊缝中。由于Ni层的阻挡,减小了Cu对母材的溶蚀,提高了钎料的润湿性,改善了接头性能。
综述了碳金板材的性能、工艺流程及研究状况,分析了其中存在的问题并进行了展望。
据中国科学院报道:近年来,电解水制氢受到学术界广泛关注,寻找廉价高效的非铂电催化剂成为时下研究热点。作为当下“明星材料”的石墨烯具有导电性好、耐腐蚀等优点,科研人员致力于将其开发为高活性酸性析氢电催化剂,然而很多碳基催化剂的活性与贵金属相比有很大差距,如何将石墨烯碳基材料开发成高活性电催化剂是热点课题。近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学与材料科学学院材料系教授陈乾旺课题组,以贵金属铱掺杂的金属有机框架材料作为前驱体,一步煅烧制备了氮掺杂的类石墨烯层包裹铱钴合金核壳结构材料,在酸性电解质析氢反应中表现出高活性和高稳定性,相关研究成果发表在《先进材料》上。
铱钴合金可向表面活性位点转移电子,铱钴合金表面包覆的氮掺杂的石墨烯层类似“铠甲”,利于防止合金内核被酸腐蚀。作为酸性析氢电催化剂(其中铱的含量仅为1.56wt.%),其塔菲尔斜率仅为23mV/dec,达到10mA/cm2电流密度时其过电位仅为24mV,显示出与商用的20%Pt/C电催化剂可比的电催化析氢性能。密度泛函理论模拟计算发现,氮掺杂原子近邻的碳原子是电催化反应的活性位点,铱的引入促进了电子向类石墨烯层表面迁移,降低了活性位点的氢吸附自由能。材料的表面结构表征和元素成分成像分析等,揭示了氮元素掺杂量的增加以及铱元素在合金内核表面的富集有利于催化剂性能的提升。该工作为今后寻找更为廉价、高效的电催化析氢催化剂提供了新思路。
研究工作得到了国家自然科学基金委、中科院和教育部中央高校基本科研业务费等的支持。(来源:中国氢能源网)
亚化咨询正式推出《中国氢能与燃料电池月报》,致力于为读者提供全面和准确的中国氢能与燃料电池行业政策、市场、项目和技术信息。
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hyj@chemweekly.com胡经理
近年来,电解水制氢受到学术界广泛关注,寻找廉价高效的非铂电催化剂成为时下研究热点。作为当下“明星材料”的石墨烯具有导电性好、耐腐蚀等优点,科研人员致力于将其开发为高活性酸性析氢电催化剂,然而很多碳基催化剂的活性与贵金属相比有很大差距,如何将石墨烯碳基材料开发成高活性电催化剂是热点课题。近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学与材料科学学院材料系教授陈乾旺课题组,以贵金属铱掺杂的金属有机框架材料作为前驱体,一步煅烧制备了氮掺杂的类石墨烯层包裹铱钴合金核壳结构材料,在酸性电解质析氢反应中表现出高活性和高稳定性,相关研究成果发表在《先进材料》上。
铱钴合金可向表面活性位点转移电子,铱钴合金表面包覆的氮掺杂的石墨烯层类似“铠甲”,利于防止合金内核被酸腐蚀。作为酸性析氢电催化剂(其中铱的含量仅为1.56wt.%),其塔菲尔斜率仅为23mV/dec,达到10mA/cm2电流密度时其过电位仅为24mV,显示出与商用的20%Pt/C电催化剂可比的电催化析氢性能。密度泛函理论模拟计算发现,氮掺杂原子近邻的碳原子是电催化反应的活性位点,铱的引入促进了电子向类石墨烯层表面迁移,降低了活性位点的氢吸附自由能。材料的表面结构表征和元素成分成像分析等,揭示了氮元素掺杂量的增加以及铱元素在合金内核表面的富集有利于催化剂性能的提升。该工作为今后寻找更为廉价、高效的电催化析氢催化剂提供了新思路。
研究工作得到了国家自然科学基金委、中科院和教育部中央高校基本科研业务费等的支持。
化剂结构及电催化析氢反应示意图
来源:中国科学技术大学
水泥基材料的性能是随时间和环境条件变化而变化的。水泥基材料的使用寿命与通过其中的离子和质量的传输特性密切相关。本研究拟通过对水泥基材料体系中孔溶液的成分、性质和传输过程的分析,建立其中离子的传输过程与水泥浆体孔结构以及与电性能之间的关系;通过研究不同组成和不同外部介质作用的水泥浆体的微观结构和组成,揭示离子传输过程所引起的水泥基材料内部的相互作用的规律;通过总结外部因素(电场、磁场、浓度、压力等)对离子传输过程的影响规律,探讨和建立控制离子传输过程的有效方法。在此基础上,发展检测和诊断水泥基材料内部早期病害的新方法;发展以特定离子的定向运动和局部化学反应为基础的水泥基材料缺陷的修补新技术。 2100433B