氮掺杂介孔碳复合材料的控制合成与应用研究

基本信息
批准号:51902027
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:黄凯
学科分类:
依托单位:北京邮电大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
氮掺杂介孔碳效关系超细亚纳米结构器件应用复合材料
结项摘要

This project focuses on the preparation of N-doped mesoporous carbon based nanocomposites, where the size of active components (transition metal borides, intermetallic compounds or atomically dispersed metals) can be lower than 1 nm. To improve the effective atom utilization of supported active component, controlled solution synthesis process will be designed and developed. The inherent laws among features about the experimental process, the composition, morphology, size of active components and their interactions with substrates will be also identified. Meanwhile, the electro-catalytic performances in HER, OER, ORR as well as the electrolyzer, fuel cell and metal-air battery applications of these nanocomposites will be studied in detail. To reveal the catalytic mechanism and the structure-activity relationship in certain catalytic reactions, we will further employ characterization analysis and first-principles calculation. By systematically mastering the control synthesis process, microstructure of active components and the electrochemical properties of such composite nanomaterials, the understanding of controlled solution synthesis phenomena and theory can be deepened, and the developments and applications of related science and technology will be promoted.

项目针对氮掺杂介孔碳负载超细结构活性物质(亚纳米级过渡金属硼化物、金属间化合物以及原子级分散金属)的复合材料,拟从最大化所负载活性物质原子利用率效率的角度,设计并开发可控的溶液合成工艺与方法,明确实验工艺与所负载的活性物质的组分、形貌和尺寸及其与载体之间相互作用等特征的内在规律。同时,详细研究相关复合纳米材料的氢析出、氧析出和氧还原催化性能及其在电解池、燃料电池以及金属空气电池中的应用,结合分析表征与第一性原理计算,探究其在相应催化反应过程中的催化机理和构-效关系。最终,通过系统掌握此类复合纳米材料的控制合成工艺、活性物质微观结构及其在电化学特性之间的内在联系,加深对液相控制合成复合纳米材料现象和原理的理解,促进相关科学技术的发展与应用。

项目摘要

项目从最大化氮掺杂介孔碳所负载活性物质原子利用率效率的角度,设计并开发了一系列可控的合成工艺与方法,成功实现了原子级/亚纳米级分散贵金属 (Pt、Ir、Rh、IrOx等)、超细金属间化合物(PtCo)和超细过渡金属化合物(F-Co3O4、CoSe、NiPS3等) 等高利用率催化剂的制备与进一步负载,探究了实验工艺与所负载的活性物质的组分、形貌和尺寸及其与载体之间相互作用等特征的内在规律,并进一步详细表征了相关复合纳米材料的氢析出、氧析出和氧还原催化性能及其在锌空电池中的性能表现。此外,结合态密度计算分析等理论手段,深入探究了不同的催化剂体系在各反应中的催化机理。总之,本项目深入讨论了氮掺杂介孔碳复合纳米材料的控制合成工艺、活性物质微观结构及其在电化学特性之间的内在联系,加深了对液相控制合成复合纳米材料现象和原理的理解,将促进相关科学技术的发展与应用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
3

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
4

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

黄凯的其他基金

批准号:41301636
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701448
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11905282
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11703011
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11905014
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21576049
批准年份:2015
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:81603644
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61872393
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:79470020
批准年份:1994
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
批准号:51108091
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31660742
批准年份:2016
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31260640
批准年份:2012
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51305176
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61108064
批准年份:2011
资助金额:32.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

氮掺杂磁性介孔碳复合材料的结构设计与重金属的选择性吸附研究

批准号:51703088
批准年份:2017
负责人:张文娟
学科分类:E0305
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

氮掺杂介孔碳材料作为新型固定化配体在金属催化的合成反应中的应用

批准号:21472092
批准年份:2014
负责人:姚小泉
学科分类:B0111
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

氮掺杂有序介孔碳布集流体的可控制备及其在柔性储能器件中的应用

批准号:51772189
批准年份:2017
负责人:刘瑞丽
学科分类:E0208
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

掺杂钴酸镍/有序介孔碳复合材料的结构控制、相互作用及超级电容性能研究

批准号:21776051
批准年份:2017
负责人:陈胜洲
学科分类:B0809
资助金额:73.00
项目类别:面上项目