乙醇溶剂热法制备杨絮衍生多孔碳及其吸附性能
丁佩佩, 段晶莹, 徐浩然, 方馨茹, 刘星雨, 闫俊涛, 王春蕾
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250370
以杨絮(PC)为原料,采用乙醇溶剂热法对其进行预处理,再进行碳化,制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC),并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数,确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g-1、200 ℃处理2 h),在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m2·g-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段,证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等,形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明,DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g-1,优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程,表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后,DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%,表明材料具有优异的可再生性能。
关键词: 杨絮, 生物质多孔碳, 吸附, 动力学
卤族轴向配位原子对Fe-N4位点氧还原活性调控机制的密度泛函理论研究
徐昊, 李若鹏, 杨培霞, 刘安敏, 白杰
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240302
采用密度泛函理论构建了不同卤族轴向配位原子修饰的碳载Fe-N4位点(Fe原子与同一水平面的4个N原子配位成键)模型(Fe-N4-F/C、Fe-N4-Cl/C和Fe-N4-Br/C),通过计算上述模型的态密度、Mulliken电荷、氧还原中间体吸附能以及氧还原自由能,深入研究卤族轴向配位原子对Fe中心电子结构和吸附行为的调控机理,明确不同卤族轴向原子与Fe-N4位点氧还原活性之间的构效关系。计算结果发现,引入Br作为轴向配位原子可以有效优化Fe原子的电子结构,从而适当降低Fe中心对OH*中间体的吸附强度,促进OH*解吸反应顺利进行。与Fe-N4/C模型相比,Fe-N4-Br/C模型具有更低的决速步骤(即OH*解吸)反应能垒。因此预测卤族轴向配位原子修饰策略能够改善Fe-N4位点的氧还原本征催化活性。
关键词: 氧还原反应, Fe-N4位点, 卤族轴向配位原子, 电子结构, 密度泛函理论

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