兰州化物所有序介孔材料研究取得系列进展

2011-11-09 11:33 来源: 中国科学院
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  具有高比表面积、孔径尺寸可调及大孔容的有序介孔材料因其在催化、气体分离、药物载体、气体传感及电化学能源存储等领域的广泛应用前景,成为世界范围内的研究热点之一。

  中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室低维材料摩擦学研究组在有序介孔材料制备及其应用研究方面取得了一系列新进展。研究人员以具有立方介孔结构的二氧化硅(KIT-6)为模板,利用纳米浸渍技术制备出了高度有序的具有三维立方结构的介孔碳(CMK-8),并首次将这种立方介孔碳作为超级电容器的电极材料。电化学测试表明,所得CMK-8碳材料在2M KOH电解液中具有较高的比电容值(176 F/g);经硝酸处理后,其电容值可进一步提高到247F/g,经2000次循环后,其容量仍可达185F/g,表明该材料作为超级电容器电极材料具有潜在的应用价值。

  相关研究成果发表在近期出版的Journal of Power Source(196, 2011, 10472-10478)上。此外,该课题组还分别利用纳米有序的介孔硅SBA-15和介孔碳CMK-3为模板,通过纳米浸渍技术制备出了具有较高的压缩强度、高比表面积和纳米有序的介孔Al2O3、SiC和SiOC块体材料,该类材料同时具有较好的耐高温特性,有望用作高温催化剂载体。相关研究成果连续发表在Microporous and Mesoporous Materials(135, 2010, 137-142; 138, 2011, 40-44; 142, 2011, 754–758; 147, 2012, 252-258)期刊上。

  上述研究成果得到了国家科技部973计划,国家自然科学基金,中科院“百人计划”科研项目和博士后科研基金的支持。

所得有序介孔Al2O3粉末和不同形状块体材料的数码照片

不同温度制备的有序介孔Al2O3块体材料的TEM照片:(A) 700℃,(B) 1000℃

(A)CMK-8沿[531]方向的TEM图片,(B)CMK-8和酸处理CMK-8电极的循环寿命曲线(1.25 A/g.)