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Nano Res.│香港中文大学(深圳)朱贺课题组:直接碳化ZIF-8制备空心多孔碳材料

本篇文章版权为 朱贺课题组所有,未经授权禁止转载。


背景介绍


空心多孔碳材料(HPCs)具有比表面积大、孔结构丰富、密度低、化学稳定性优异等特点,被广泛应用于诸多领域。MOFs是一类较常用的制备碳材料的前驱体纳米粒子。一般来说,制备HPCs需要在碳化前在MOFs中创建内部空腔,这可以通过使用模板,例如聚苯乙烯球、二氧化硅、胶束等,或者进行选择性刻蚀来实现。但由于涉及到较多的反应、处理工序,难以满足较大的应用需求。因此,探索高效制备HPCs材料的方法具有一定的学术和应用价值。


成果简介


本文介绍了一种通过ZIF-8和四氟对苯二腈(TFTPN)两步加热的直接碳化方法来制备HPCs的策略,探索了制碳工艺对HPCs的孔结构、壁厚的影响规律,得到的HPCs呈现出多级孔结构,具有较高的比表面积和孔隙体积。同时,该方法可以用来制备具有yolk-shell结构的Au@HPCs复合材料,该材料在水相硝基苯还原中的展现了良好的催化效果。这项工作为合成空心碳及其复合材料提供一种方便和实用的方法。


图文导读


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图1 HPCs的制备工艺示意图。


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图2 (a)ZIF-8和碳材料的XRD图;(b) 碳材料的XPS图;(c-d) 碳材料的BET图;(e-h) 碳材料的SEM图;(i-l) 碳材料的TEM图。


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图3 (a) Au@HPC-F2的SEM图;(b-c) Au@HPC-F2的TEM图;(d) Au@HPC-F2的HAADF图;(e-h) Au@HPC-F2的C, O, N, Au能谱扫描图;(i-j) Au@HPC-F2的XPS图。


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图4 (a) HPC-F2催化硝基苯还原的UV-vis监控图;(b-c) Au@HPC-F2的催化硝基苯还原的UV-vis监控图。


作者简介


文章第一作者为香港中文大学(深圳)理工学院博士后黄凌琪博士,通讯作者为香港中文大学(深圳)理工学院朱世平教授和朱贺助理教授。本课题组长期招收博士后和研究生,请有意者准备好完整的中、英文简历,代表文章PDF(若有)发送至邮箱:qizhang@cuhk.edu.cn(张老师)和zhuhe@cuhk.edu.cn(朱老师)


文章信息


Lingqi Huang, Zhiyong Luo, Wenjie Han, Qi Zhang, He Zhu & Shiping Zhu. Direct transformation of ZIF-8 into hollow porous carbons and hollow carbon composites. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-022-4201-1.

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