RU2017129363A - Способ изготовления высоко допированных азотом мезопористых углеродных композитов - Google Patents
Способ изготовления высоко допированных азотом мезопористых углеродных композитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017129363A RU2017129363A RU2017129363A RU2017129363A RU2017129363A RU 2017129363 A RU2017129363 A RU 2017129363A RU 2017129363 A RU2017129363 A RU 2017129363A RU 2017129363 A RU2017129363 A RU 2017129363A RU 2017129363 A RU2017129363 A RU 2017129363A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- macroscopic
- substrate
- mol
- heat treatment
- aqueous solution
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 3
- -1 NITROGEN MESOPOROUS CARBON COMPOSITES Chemical class 0.000 title claims 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 5
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims 3
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 3
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 claims 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 claims 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims 2
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 claims 2
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 claims 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 2
- PXRKCOCTEMYUEG-UHFFFAOYSA-N 5-aminoisoindole-1,3-dione Chemical compound NC1=CC=C2C(=O)NC(=O)C2=C1 PXRKCOCTEMYUEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims 1
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 claims 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims 1
- 229910021431 alpha silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/20—Carbon compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/20—Carbon compounds
- B01J27/22—Carbides
- B01J27/224—Silicon carbide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
- B01J37/0203—Impregnation the impregnation liquid containing organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0217—Pretreatment of the substrate before coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0221—Coating of particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/046—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process without intermediate formation of sulfur dioxide
- C01B17/0465—Catalyst compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2521/00—Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
- C07C2521/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- C07C2521/04—Alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2527/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- C07C2527/20—Carbon compounds
- C07C2527/22—Carbides
- C07C2527/224—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2527/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- C07C2527/24—Nitrogen compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Claims (40)
1. Способ изготовления макроскопических композитов, сделанных из макроскопической подложки, покрытой тонким слоем высоко допированной азотом мезопористой углеродной фазы (активная фаза), при этом указанный способ включает:
(а) обеспечение водного раствора (i) (NH4)2CO3; (ii) углевода в качестве источника углерода, выбранного из моносахаридов – альдоз и их гликозилированных форм, дисахаридов и олигосахаридов или декстрина, образующегося в процессе преобразования биомассы, и (iii) источника карбоновой кислоты, выбранного из лимонной кислоты и любой другой моно-, ди-, три- и поликарбоновой кислоты или их аммонийных моно-, ди-, три- и полиосновных форм;
(b) обеспечение макроскопической подложки, сделанной из материала на основе углерода, кремния или алюминия, или их бинарных смесей; при этом макроскопическая подложка представляет собой единый объект или сборочную единицу из более мелких объектов, при этом общий размер подложки изменяется от 0,1 мкм до 100 см в трех ортогональных направлениях;
- необязательно подвергание макроскопической подложки, полученной на стадии (b), процессу пассивирования, включающему следующие стадии:
(а1) обеспечение водного раствора лимонной кислоты и углевода в качестве источника углерода, выбранного из моносахаридов – альдоз и их гликозилированных форм, дисахаридов и олигосахаридов;
(с1) до стадии (с) погружение/смачивание или пропитка макроскопической подложки, полученной на стадии (b), в водном растворе, полученном на стадии (а1), в течение подходящего периода времени;
(d1) необязательно удаление погруженной макроскопической подложки из водного раствора, полученного на стадии (а1), в случае использования на стадии (с1) избытка водного раствора;
(e1’) необязательно подвергание полученной макроскопической подложки мягкой термической обработке (сушке) на воздухе при низких температурах в диапазоне от 45°С до 55°C, предпочтительно при 50°C ± 3°C;
(e1) подвергание полученной макроскопической подложки первой термической обработке (сушке) на воздухе при умеренных температурах в диапазоне 110°С-150°С ± 5°С, предпочтительно при 130°С ± 5°С; и
(f1) подвергание термически обработанной (высушенной) макроскопической подложки второй термической обработке в инертной атмосфере при более высоких температурах в диапазоне 600°С-800°С ± 10°C, предпочтительно при 600°С ± 5°С; с получением тем самым макроскопического композита, покрытого углеродным слоем;
(с) погружение/смачивание или пропитка макроскопической подложки, полученной на стадии (b), или макроскопической подложки, полученной на стадии (f1) при использовании процесса пассивирования, в водном растворе, полученном на стадии (а), в течение подходящего периода времени;
(d) необязательно удаление погруженной макроскопической подложки из водного раствора, полученного на стадии (а), в случае использования на стадии (с) избытка водного раствора;
(e’) необязательно подвергание полученной макроскопической подложки мягкой термической обработке (сушке) на воздухе при низких температурах в диапазоне от 45°С до 55°C, предпочтительно при 50°C ± 3°C;
(е) подвергание полученной макроскопической подложки первой термической обработке (сушке) на воздухе при умеренных температурах в диапазоне 110°С-150°С ± 5°С, предпочтительно при 130°С ± 5°С; и
(f) необязательно подвергание термически обработанной (высушенной) макроскопической подложки второй термической обработке в воздухе при более высоких температурах:
- в диапазоне 400°С-500°С ± 10°C, предпочтительно при 400°С ± 5°С в течение от 1 часа до 2 часов; или
- при 300°С ± 10°C в течение от 2 часов до 4 часов;
получая тем самым макроскопический композит, состоящий из макроскопической подложки, покрытой слоем толщиной 20-200 нм высоко N-допированного мезопористого углеродистого материала; при этом процентное содержание атомов азота в мезопористом углеродистом материале составляет 25-40%; и
(g) необязательно подвергание макроскопического композита, полученного на стадии (f), третьей термической обработке путем его нагрева до температуры в диапазоне от 600°С до 900°С ± 10°С в инертной атмосфере, предпочтительно в диапазоне от 700°С до 900°С ± 10°С;
с получением тем самым макроскопического композита, состоящего из макроскопической подложки, покрытой слоем толщиной 10-100 нм высоко N-допированного мезопористого углеродистого материала; при этом процентное содержание атомов азота в мезопористом углеродистом материале составляет 2-35%, предпочтительно 5-30%, наиболее предпочтительно около 15% (12-18%);
при этом способ включает по меньшей мере одну из стадий (f) или (g).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадии (с) - (f) повторяют по меньшей мере один раз перед выполнением стадии (g).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в водном растворе, полученном на стадии (а), (NH4)2CO3 присутствует при концентрации в диапазоне от 1 моль/л до 8 моль/л, предпочтительно от 2 моль/л до 5 моль/л; углеводный источник углерода присутствует при концентрации в диапазоне от 1 моль/л до 5 моль/л, предпочтительно от 2 моль/л до 4 моль/л; и источник карбоновой кислоты присутствует при концентрации в диапазоне от 1 моль/л до 3 моль/л, предпочтительно 2 моль/л.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что макроскопическая подложка изготовлена из материала, выбранного из β-SiC или α-SiC, или представляет собой подложки на основе SiC в чистом виде или допированные посторонними элементами, такими как TiO2, SiO2, Al2O3; оксида алюминия (α- или β- Al2O3, или представляет собой подложки на основе оксида алюминия в чистом виде или допированные посторонними элементами, такими как TiO2, SiO2); или углерода, каждая из которых может быть представлена в форме зерен, хлопьев, колец, гранул, экструдатов, шариков или пен; или углеродных нанотрубок, углеродных нановолокон, графена или малослойного графена.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что макроскопическая подложка изготовлена из диоксида кремния (SiO2), SiC, оксида алюминия (Al2O3) или диоксида титана (TiO2); предпочтительно диоксида кремния (SiO2), SiC или оксида алюминия (Al2O3).
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что макроскопическая подложка изготовлена из диоксида кремния (SiO2), оксида алюминия (Al2O3) или диоксида титана (TiO2), предпочтительно диоксида кремния (SiO2) или оксида алюминия (Al2O3), и указанный способ включает процесс пассивирования по п. 1.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что стадию (с) погружения/смачивания или пропитки осуществляют в течение от 1 минуты до 10 минут, предпочтительно в течение 2 минут.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что стадию первой термической обработки (е) осуществляют в течение от 1 часа до 10 часов, предпочтительно в течение от 1 часа до 2 часов.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что стадию второй термической обработки (f) осуществляют в течение от 1 часа до 10 часов, предпочтительно в течение от 1 часа до 2 часов.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что стадию третьей термической обработки (g) осуществляют в течение от 1 часа до 10 часов, предпочтительно в течение 2 часов.
11. Макроскопический композит, покрытый слоем высоко N-допированного мезопористого углеродистого материала, при этом слой N-допированного углеродистого материала:
- имеет содержание атомов N, составляющее 1-40%, предпочтительно 5-40%, предпочтительно 10-35%, предпочтительно около 15% (например, 12-18%);
- имеет средний размер пор 2-50 нм, предпочтительно 2-30 нм; наиболее предпочтительно 3-12 нм; и
- имеет толщину 5-200 нм ± 5 нм, предпочтительно 10-100 нм ± 5 нм.
12. Применение макроскопического композита по п. 11 в качестве каталитического материала.
13. Применение по п. 12, отличающееся тем, что макроскопический композит используют в качестве каталитического материала в реакции восстановления кислорода, дегидрирования углеводородов без применения пара или частичного окисления H2S в элементарную серу.
14. Применение макроскопического композита по пункту 11 в качестве подложки катализатора для металла(ов) и оксида(ов) в жидкофазном и газофазном гидрировании, окислении линейных алканов и летучих органических соединений (VOC), гидрировании СО в процессе Фишера-Тропша и метанизации синтез-газа.
15. Применение макроскопического композита по п. 11 для изготовления поверхностного нагревателя, не содержащего металлы, в устройствах индукционного нагрева.
16. Применение макроскопического композита по п. 11 в качестве адсорбента для летучих органических соединений.
17. Применение макроскопического композита по п. 11 в качестве не содержащего металлы катализатора в усовершенствованных процессах окисления (Advanced Oxidation Processes) для обработки воды и сточных вод.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15152039 | 2015-01-21 | ||
EP15152038.4A EP3047905A1 (en) | 2015-01-21 | 2015-01-21 | Method for preparing highly nitrogen-doped mesoporous carbon composites |
EP15152039.2 | 2015-01-21 | ||
EP15152038.4 | 2015-01-21 | ||
PCT/EP2016/051196 WO2016116542A1 (en) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | Method for preparing highly nitrogen-doped mesoporous carbon composites |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017129363A true RU2017129363A (ru) | 2019-02-21 |
RU2017129363A3 RU2017129363A3 (ru) | 2019-03-25 |
Family
ID=55221402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017129363A RU2017129363A (ru) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | Способ изготовления высоко допированных азотом мезопористых углеродных композитов |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10682633B2 (ru) |
EP (1) | EP3247494B1 (ru) |
JP (1) | JP2018505777A (ru) |
CN (1) | CN107454861B (ru) |
RU (1) | RU2017129363A (ru) |
WO (1) | WO2016116542A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109939715A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-28 | 黑龙江大学 | 一种杂原子含量可控的双掺杂石墨烯的制备方法 |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106492749A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-15 | 同济大学 | 一种氮、硫共掺杂微孔‑介孔碳微球的制备方法 |
JP6647457B2 (ja) * | 2017-07-06 | 2020-02-14 | 株式会社クラレ | 非水電解質二次電池の負極活物質用の炭素質材料、非水電解質二次電池用負極、非水電解質二次電池ならびに炭素質材料の製造方法 |
JP6647456B2 (ja) | 2017-07-06 | 2020-02-14 | 株式会社クラレ | 非水電解質二次電池の負極活物質用の炭素質材料、非水電解質二次電池用負極、非水電解質二次電池ならびに炭素質材料の製造方法 |
CN107349905A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-17 | 华南理工大学 | 一种氟氮共掺杂的磁性碳材料去除工业废水中六价铬离子的方法 |
CN109926079B (zh) * | 2017-12-15 | 2021-09-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种负载型炭催化剂的制备方法 |
CN108786877A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-11-13 | 福州大学 | 一种无金属h2s选择性催化氧化催化剂及制备方法 |
TW202005153A (zh) | 2018-05-21 | 2020-01-16 | 友達晶材股份有限公司 | 鋰電池負極材料及其製造方法 |
US20200071168A1 (en) | 2018-09-04 | 2020-03-05 | Carnegie Mellon University | Aqueous route to nitrogen-doped mesoporous carbons |
KR102335302B1 (ko) * | 2019-03-15 | 2021-12-06 | 충북대학교 산학협력단 | 나노복합체, 이를 포함하는 전극 조성물 및 나노복합체의 제조 방법 |
CN109879270B (zh) * | 2019-04-24 | 2022-02-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种轻质超宽频碳化杨梅吸波材料的制备方法 |
CN110560085A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-13 | 浙江工业大学 | 一种原位硫掺杂介孔碳负载钯金属催化剂及其制备方法与应用 |
CN112684832B (zh) * | 2019-10-17 | 2022-01-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 克服碳化硅环状载体温度反应滞后的方法及设备 |
CN110589818B (zh) * | 2019-10-31 | 2022-11-15 | 湘潭大学 | 一种氮掺杂介孔碳材料的制备方法及其应用 |
CN110862120B (zh) * | 2019-11-27 | 2021-07-20 | 湖南大学 | 利用可见光响应半导体-MOFs杂化光电催化材料电极处理抗生素废水的方法 |
US11715834B2 (en) * | 2019-12-27 | 2023-08-01 | Toyota Motor Engineering And Manufacturing North America, Inc. | Fuel cell cathode catalyst |
WO2021154332A1 (en) * | 2020-01-28 | 2021-08-05 | Pittsburg State University | High-performance supercapacitors from biomass-derived carbon |
CN111554926B (zh) * | 2020-05-15 | 2021-04-20 | 陕西科技大学 | 一种长循环氮掺杂锂电池负极材料用麦秸秆/碳纳米管的制备方法 |
JP7520280B2 (ja) | 2020-07-16 | 2024-07-23 | 国立大学法人 熊本大学 | 多孔質二次元構造体、多孔質二次元構造体の製造方法、揮発性有機化合物分解触媒、揮発性有機化合物分解触媒の製造方法 |
CN111921543B (zh) * | 2020-07-23 | 2023-05-09 | 天津大沽化工股份有限公司 | 一种高效乙炔氢氯化反应触媒的制备方法及用途 |
CN113410474B (zh) * | 2021-06-21 | 2024-04-02 | 澳门大学 | SiNC催化剂及其制备方法与应用 |
CN113398977B (zh) * | 2021-07-08 | 2023-10-24 | 青岛大学 | 以废弃烟头为碳源制备的氮掺杂碳催化剂及其制备方法和应用 |
CN113546617B (zh) * | 2021-08-10 | 2023-04-21 | 四川轻化工大学 | 一种分解n-甲基氧化吗啉产品中残余双氧水的中间相沥青基介孔碳催化剂及其制备方法 |
CN113937257B (zh) * | 2021-08-27 | 2023-05-30 | 山东大学 | 氮、氟共掺杂二氧化钛/碳微米球材料及其制备方法与在钠离子电池中的应用 |
CN116212912A (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-06 | 华东师范大学 | 金属硝酸盐调节的构筑氮掺杂多级孔碳纳米球负载的磁性催化剂及其合成和应用 |
CN114192175A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-18 | 福州大学 | 一种金属掺杂有序介孔碳脱硫催化剂及其制备方法和应用 |
WO2023173352A1 (zh) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | 无锡东恒新能源科技有限公司 | 一种催化裂解甲醇或丙烯制备碳纳米管的方法 |
CN114956040B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-06-02 | 四川大学 | 一种氮氧掺杂分级多孔碳材料、制备方法及应用 |
CN115159512B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-10-13 | 陕西科技大学 | 一种基于碳化硅三维泡沫制备石墨烯阵列的方法及石墨烯阵列 |
CN115888787B (zh) * | 2022-10-28 | 2024-06-07 | 华侨大学 | 一种臭氧强化石墨氮掺杂石墨烯催化材料及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008058231A2 (en) | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Curators Of The University Of Missouri | High surface area carbon and process for its production |
EP1941946A1 (en) * | 2007-01-04 | 2008-07-09 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Carbonitrides as catalysts |
JP2009048867A (ja) | 2007-08-20 | 2009-03-05 | Toshiba Corp | 加熱調理器 |
JP5557564B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-07-23 | 富士フイルム株式会社 | 含窒素カーボンアロイ及びそれを用いた炭素触媒 |
CN103723716B (zh) | 2013-12-23 | 2016-06-08 | 北京化工大学 | 氮掺杂碳包覆氧化石墨烯二维多孔复合材料及其制备方法 |
CN103706388B (zh) * | 2013-12-30 | 2016-01-06 | 中国科学院化学研究所 | 氮掺杂多孔碳包覆碳纳米管的复合材料及其制备方法和应用 |
CN104289248B (zh) * | 2014-10-17 | 2016-06-29 | 中国科学院化学研究所 | 一种碳纳米管复合材料及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-01-21 WO PCT/EP2016/051196 patent/WO2016116542A1/en active Application Filing
- 2016-01-21 RU RU2017129363A patent/RU2017129363A/ru not_active Application Discontinuation
- 2016-01-21 CN CN201680006434.XA patent/CN107454861B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-01-21 EP EP16701287.1A patent/EP3247494B1/en active Active
- 2016-01-21 JP JP2017539024A patent/JP2018505777A/ja active Pending
- 2016-01-21 US US15/545,536 patent/US10682633B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109939715A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-28 | 黑龙江大学 | 一种杂原子含量可控的双掺杂石墨烯的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10682633B2 (en) | 2020-06-16 |
JP2018505777A (ja) | 2018-03-01 |
CN107454861A (zh) | 2017-12-08 |
CN107454861B (zh) | 2021-05-14 |
US20180008968A1 (en) | 2018-01-11 |
WO2016116542A1 (en) | 2016-07-28 |
RU2017129363A3 (ru) | 2019-03-25 |
EP3247494A1 (en) | 2017-11-29 |
EP3247494B1 (en) | 2020-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2017129363A (ru) | Способ изготовления высоко допированных азотом мезопористых углеродных композитов | |
Kwak et al. | Superhydrophobic ZnO nanowire surface: chemical modification and effects of UV irradiation | |
Schlienger et al. | Micro-, mesoporous boron nitride-based materials templated from zeolites | |
Fan et al. | Biomorphic Al2O3 fibers synthesized using cotton as bio-templates | |
Park et al. | Reversibility of Mn valence state in MnO x/TiO 2 catalysts for low-temperature selective catalytic reduction for NO with NH 3 | |
CN105601316B (zh) | 一种碳化硅气凝胶及其制备方法 | |
Li et al. | Continuity control of b-oriented MFI zeolite films by microwave synthesis | |
Masuda et al. | Improvement of thermal-stability of enzyme immobilized onto mesoporous zirconia | |
WO2012046545A1 (ja) | 複合ゼオライト膜、およびその製造方法 | |
ES2523273T3 (es) | Cineol | |
CN109761216A (zh) | 一种通用的、基于有机锌盐制备多孔碳材料的方法 | |
JP2005138028A (ja) | カーボンナノチューブを用いたガス分離材及びその製造方法 | |
TWI304048B (en) | A media having crystals of ammonium oxotrifluorotitanate, a method for preparing the same, and a method for preparing madias having crystals of titanium dioxide | |
US20200355403A1 (en) | Porphyrin covalent organic framework (pof)-based interface | |
JP2016515083A (ja) | シードラックから還元型酸化グラフェンを基板上に合成する方法 | |
CN110371919B (zh) | 一种微纳米多级柱结构的自组装制备方法 | |
Protsenko et al. | The use of the Ru-containing catalyst based on hypercrosslinked polystyrene in the hydrogenation of levulinic acid to γ-valerolactone | |
HUT68783A (en) | Process for producing metal catalyst on porous support and use thereof | |
Li et al. | Mild ultraviolet detemplation of SAPO-34 zeolite membranes toward pore structure control and highly selective gas separation | |
TWI478299B (zh) | 基板結構及其製法 | |
ATE526285T1 (de) | Verfahren zur herstellung von kohlenstoffnanoröhren | |
Zhang et al. | Facile fabrication of TiO2@ TiO2 transparent free‐standing film for photocatalysis | |
JP5656212B2 (ja) | グラフェン膜を有する基板の製造方法 | |
RU2009123955A (ru) | Способ модификации пористой структуры неорганической мембраны углеродным наноматериалом | |
Chen et al. | Synthesis and photocatalytic properties of biomimetic morphology silicon carbide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20200924 |