Grænseflade-induceret fremstilling af porøst kulstof med forbedrede iboende aktive steder

Kulstofkatalyse er en attraktiv metalfri katalytisk transformation, og dens ydeevne er væsentligt afhængig af antallet af tilgængelige aktive steder. Men på grund af den iboende stabilitet af C-C-bindingen kan kun begrænsede aktive steder ved kantdefekterne af basalplanet opnås selv efter en hård oxidationsbehandling. For at fremme udviklingen af ​​carbokatalyse er det derfor yderst ønskværdigt at øge tætheden af ​​de iboende aktive kulstofsteder ud fra metodologiens perspektiv.

For nylig udviklede et forskerhold ledet af prof. Gang Liu fra Jilin University, Kina en nem interface-interaktion-induceret metode til at fremstille biomasse-afledte porøse carboner (Bio-PC'er) med afstembar porøsitet og overfladekemi. I mangel af oxidationsbehandling kan koncentrationen af ​​oxygenholdige funktionelle grupper og det specifikke overfladeareal nå 1,27 mmol·g ^–1 og 2340 m ² ·g ^–1 hhv., som er væsentligt højere end kulstof fremstillet ved traditionelle hårde skabelonmetoder.

Denne interface-interaktionsinducerede metode har to på hinanden følgende trin og tilsvarende funktioner. (1) Al-salte (Al(NO₃ )₃ •9H₂ O) blev først blandet med biomasseprækursorer (f.eks. stivelse), der danner Al-salte/stivelsesgrænsefladen. Grænsefladeforbrændingen inducerede dannelsen af ​​"mere aromatisk" kulstofstruktur og aluminiumoxid/kulstof-grænseflade. (2) Alumina/carbon-grænsefladen fungerede som en vugge af oxygenholdige funktionelle grupper, der genererede tilgængelige aktive steder til iminsyntese. Askeindholdet af det resulterende kulstof kunne kontrolleres til så lavt som 0,02 vægt%. Udbyttet af kulstof beregnet med stivelsesprækursor er ca. 14%.

Dette aktive kul viser en signifikant forbedring i katalytisk ydeevne i den oxidative kobling af amin til imin, ca. 22 gange højere end for en velkendt grafitoxidkatalysator. Sådanne grænsefladeinteraktionsstrategier er baseret på bæredygtige kulstofkilder og kan effektivt justere den porøse struktur af kulstof i mikro- og mesoområderne. Dette konceptuelle fund giver nye muligheder for udvikling af højtydende kulstofbaserede metalfrie katalysatorer. Resultaterne blev offentliggjort i Chinese Journal of Catalysis . + Udforsk yderligere

En ny katalysator til at bremse den globale opvarmning