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衍生自二维共轭微孔聚合物的氮掺杂多孔碳/石墨烯纳米片三明治
发布时间:2020-08-27     作者:harry   分享到:

【成就简单】

共轭微孔板整合物(CMP)被看作是制法多功效多孔碳相关资料的有发展趋势的前体。以至于,CMP在干劲学管控下变成,且大多以无定形咖啡豆,不存在长程进行性。由CMP具象化的碳相关资料基本上永久保存CMP前体的特定的机构,往往由CMP直接性热解成二维(2D)多孔碳納米片仍旧就是一个强大的击败。

德国企业伍珀塔尔社会Ullrich Scherf专家教授的问题组用到4-碘苯基充当的石墨稀(RGO-I)看做建设块和组成主导模板开发,在悬浊液中建设富氮石墨稀-CMP(GMP)面包。拥有大纵横小说比的RGO-I2D组成能够在石墨稀片的二侧种植均匀分布的CMP,隔层组成**地放到了石墨稀在持续高温转型成氮参杂多孔碳/石墨稀奈米级片阶段的涌入堆叠。依据GMP面包的中间热解就能够特别容易地刷出组成确立确定的氮参杂多孔碳/石墨稀奈米级片。将夹心状氮参杂多孔碳/石墨稀奈米级片应使用在超极电解电干净的器皿,能相较于与没有石墨稀的CMP的特定多孔碳。石墨稀的优良2D电子设备发送能力素质各种多孔碳和石墨稀层中间的密切互为效应带来了应使用在自由电荷传递的大电无机化学活力性外表面积放在电池充电/电流的过程 阶段的化合物蔓延方向。这样的独家的电磁学能力特点**地增长了电解滤波电容能。

该本职工作发表过文章Nitrogen-dopedporous carbon/graphene nanosheets derived from two-dimensional conjugatedmicroporous polymer sandwiches with promising capacitive performance,2020年发表过于materials chemistry frontiers。

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图1. 基于石墨烯的共轭微孔聚合物三明治及相应的氮掺杂微孔碳纳米片得制备。(i)十二烷基苯磺酸钠,4-碘苯基重氮盐,0℃(2h)至室温(4h); (ii)结构单元:三(4-乙炔基苯基)胺和2,5-二溴吡啶,或2,5-二溴吡嗪,或2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪,氩气,Pd(PPh3)4,CuI,Et3N,DMF,120℃,3天;(iii)氩气,RT至800℃,10 ℃ min-1,2h。


图2. 石墨烯基共轭微孔聚合物(GMP)的结构和形态表征。(a)GMP1N 的13C CP/MAS NMR。(b)SEM,(c)AFM,和(d)GMP2N的TEM图像。(e)N2吸附/解吸等温线和(f)GMP的孔径分布曲线。


图3. GMP发展碳奈米片(800℃热解)的形态特征和孔隙率率。(a)SEM,(b)TEM和(c)GMP2N的HRTEM图文。(d)氮活性炭吸附/解吸等温线和(e-g)由于NLDFT的钻孔大小分布区和GMP发展的碳奈米片的累计孔质量。


图4. 有所差异GMP延伸碳納米片的(a)高判断N 1s XPS谱图;(b)N的类及量;(c)拉曼光谱分析。


图5. 6M KOH水溶液作为电解质在三电极系统中,衍生自GMP和不含石墨烯的MP的碳材料的电化学表征。(a)扫描速率为100 mV s-1时的CV曲线。(b)恒电流充电/放电(GCD)曲线和(c)电流密度为0.2 Ag-1时相应的比电容。


图6. 6M KOH水溶液作为电解质的基于GMP2NC和MP2NC的超级电容器装置的电化学表征。(a)扫描速率为20和200 mVs-1的 CV曲线。(b)GCD曲线,电流密度为0.2和10 Ag-1。(c)不同充放电电流密度下的比电容。(d)基于GMP2NC和MP2NC的超级电容器的重量能量与功率密度的Ragone图,插图显示了由三个串联的基于GMP2NC的超级电容器装置供电的红色发光二极管(LED)的照片。串联连接的三个基于GMP2NC的超级电容器装置的(e)CV和(f)GCD曲线。

【工作小结】

英国伍珀塔尔院校Ullrich Scherf传授结题报告组采取4-碘苯基结合在一起的石墨稀(RGO-I)算作构筑块和节构设计抓手摸版,在石墨稀片两边萌发CMP,成功的英文在溶剂中构筑富氮石墨稀-CMP(GMP)汉堡包节构设计。能够GMP汉堡包的可以热解,有氮掺杂多孔碳-奈米材料奈米片。多孔氮夹杂着多孔碳-纳米材料村料微米片被应用于很电感功率器件的工业村料,享有不错电感耐磨性,不同于由含有纳米材料村料的CMP制作而成的的相对应的多孔碳的耐磨性。

 文献综述外部链接

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