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宁波材料所在二维石墨烯限域MOFs催化水裂解析氧方面取得重要进展（图）
二维石墨烯 电催化剂 电化学系统
2023/7/13
开发高效电催化剂进行水的电化学转化，以生产环保、可持续的氢能源，是近几十年来科研人员广泛研究的热点问题。阳极处的析氧反应（OER）在水裂解中发挥着关键作用。然而，OER反应需要相对较大的热力学电位（超过1.23V vs. RHE）以克服因四个“电子-质子”转移过程而导致的缓慢动力学。近年来，金属有机骨架（MOFs）因其大比表面积、孔隙可调及多样的成分和金属中心而成为高效OER电催化剂的理想材料，但...
石墨烯自2004年被发现及2010年被授予诺贝尔奖以来，获得了持续的关注与广泛的研究。完美的石墨烯具有极高的载流子迁移率和广泛的应用前景。围绕着高质量石墨烯的制备，化学气相沉积法被广泛采用。然而，所制备的大面积石墨烯中普遍存在多层石墨烯孤岛，如何制备大面积纯单层高质量石墨烯，一直是领域内关注的难点与热点。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学所有机固体院重点实验室刘云圻院士团队相关...
中国科学技术大学科研部石墨烯制备取得新进展：微流反应2分钟实现石墨氧化（图）
微流反应 石墨烯氧化
2022/11/17
氧化石墨及其剥离产物氧化石墨烯，作为规模化制备石墨烯的关键前驱体，在许多领域扮演重要角色。目前在科学研究及工业制备中，主要以1958年提出的Hummers法为基础，利用强氧化剂在浓硫酸体系中对石墨进行化学氧化，进一步剥离得到氧化石墨烯。近些年研究人员针对Hummers法提出了许多改进措施，但由于氧化剂在石墨层间扩散缓慢和易爆中间产物（Mn2O7）的产生与积累，导致反应耗时长、安全隐患大、品质管控难...
硅基晶体管的集成正在接近工艺物理的极限，而具有超高载流子迁移率的石墨烯有望成为下一代主流芯片材料。石墨烯纳米带中存在由量子效应引入的带隙，使之具有独特的电学性能，可以克服石墨烯本身半金属特质带来的不便，更适用于集成电路的制造。
为研究石墨烯吸附TiCl4分子的影响因素及其光电性能，探索复合物应用于传感器及透明导电薄膜的可能性，采用第一性原理与蒙特卡罗方法研究TiCl4气体分子在石墨烯表面的吸附条件控制与光电性能。结果表明：(1)石墨烯对TiCl4气体分子具有较强的物理吸附作用，Cl原子吸附在其附近相距质心位置最远的碳原子顶位最稳定；(2)温度升高不利于TiCl4气体分子吸附，气体逸度增加有利于吸附，TiCl4气体分子插入...
纳米金刚石掺杂入氧化石墨烯实现高效提氢
纳米金刚石 氧化石墨烯 高效提氢
2022/6/16
近日，日本京都大学开发了一种可从湿混合物中纯化氢气的纳米金刚石增强复合膜，实现了高效氢气净化提纯，使得制氢过程更高效、更具成本优势。
研究析氢反应（HER）催化剂，用于高效产氢对于缓解能源危机、实现碳达峰和碳中和的战略目标具有重要意义。Pt/C被认为是一种高效的HER催化剂，然而，由于资源稀缺，成本高，以及可能引起的重金属污染，限制了其大规模应用。因此，开发可替代的非金属催化剂成为该领域的研究热点。二维有机框架薄膜材料是有机化合物通过共价键或配位键形成的二维多孔网状材料，由于具有高度有序的孔洞结构、大的比表面积和可调控的活性位点...
针对阴极氧还原反应（ORR）动力学缓慢和Pt/C类贵金属催化剂成本高等关键难题，我们设计、合成了醛基取代的球形金属酞菁M2Pc2（TA）4（M=Zn、Co、Fe），采用“π-π组装”技术将其负载到还原氧化石墨烯（rGO）上得到复合催化剂M2Pc2（TA）4/rGO，并对其形貌和结构进行表征。结果表明：通过“π-π堆积”作用将球形金属酞菁负载在rGO表面上后，金属酞菁的团聚现象得到明显改善。利用循环...
近日，中国科学院大连物理化学研究所热化学研究组（DNL1903）史全研究员团队通过简单易行的合成策略，开发了一种具有高光热转换效率的石墨烯基复合相变材料。该复合相变材料具有优异的相变性能和光热转换能力，为大规模制备石墨烯基光热转化复合相变材料提供了新思路。
近年来，电化学二氧化碳还原反应（CO2R）被认为是一种能够缓解温室效应的有效途径，但其反应效率往往受限于复杂的反应路径和缓慢的动力学过程，而阻碍了通过CO2R进一步实现“碳中和”的目标。因此，科学家们迫切需要发展一种兼具高活性、高选择性和高稳定性的CO2R催化剂。其中，酞菁和卟啉基有机金属配合物具有在分子水平上的显著优势，有望成为潜在的CO2R高效催化剂。为了构建高效的CO2R催化体系，需要通过载...
扭转双层石墨烯可视作两层石墨烯以一定的扭转角度堆叠而成，其表面会形成随扭转角度变化的摩尔周期势，其能带结构也受扭转角度的调制。例如，两层石墨烯的能带耦合会导致态密度上范·霍夫奇点的出现，从而赋予其角度依赖的光电特性；非公度扭转角的石墨烯则具有极小的摩擦力；而魔角（~1.1°）扭转石墨烯则具有一系列新奇的量子效应，引发了人们极大的研究兴趣，催生了新的研究领域——扭转电子学（Twistronics）。...
复旦大学化学系 | 高浓度电催化“碳中和”气相产物制备石墨烯(图)
电催化CO2还原 “碳中和” 石墨烯
2021/8/19
电催化CO2还原的主要工业化挑战在于高效稳定的催化剂设计与产物的有效利用。传统的CO2还原体系中，催化剂的活性、稳定性较差，产物与原料气不可避免地混合，导致产物浓度低，难以在工业上直接利用。产物的进一步提纯也将带来很大的能源消耗和额外的碳排放。
近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所王浩敏研究员课题组与清华大学李群仰教授团队合作首次报道了在六角氮化硼(h-BN)表面通过化学气相沉积法制备具有不同扭转角的双层石墨烯研究工作，并发现小扭转角双层石墨烯的局域原子重构对其垂直电导的影响。相关研究成果“Abnormal conductivity in low-angle twisted bilayer graphene”于11月20日在线发表于...
功能化石墨烯吸附模拟反应堆冷却剂中银的研究
功能化石墨烯 放射性核素 吸附 银
2021/1/7
设计合成了四氧化三铁/石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料（PMRGO），通过红外光谱、透射电镜、拉曼光谱和XPS等手段表征了PMRGO的化学组成和结构，并研究了该材料在模拟压水堆冷却剂环境下对银离子和银胶体的吸附性能。结果表明，PMRGO在模拟冷却剂条件下对银有良好的吸附性能，对银的吸附在pH=3~8范围内随pH值的升高而增大。随着银初始浓度的增大，PMRGO对银的吸附率逐渐升高。当银初始浓度为5 mg/...
近日，我所二维材料与能源器件研究组（DNL21T3）吴忠帅研究员和中科院沈阳金属研究所、清华-伯克利深圳学院成会明院士合作，应邀发表题为“石墨烯和孔石墨烯材料的化学和应用前景”（The Chemistry and Promising Applications of Graphene and Porous Graphene Materials）的综述文章。