One-Pot Synthesis of Biomass-Based Hierarchical Porous Carbons with a Large Porosity Development

碳化 碳酸钾 介孔材料 水热碳化 多孔性 化学工程 纳米颗粒 材料科学 草酸盐 氢氧化钾 仿生合成 生物量(生态学) 化学 碳纤维 有机化学 纳米技术 吸附 催化作用 复合数 海洋学 地质学 工程类 复合材料
作者
Marta Sevilla,Guillermo A. Ferrero,Antonio B. Fuertes
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:29 (16): 6900-6907 被引量:126
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.7b02218
摘要

A sustainable one-pot scheme for the synthesis of hierarchical porous carbons formed from biomass is developed herein. It is based on the carbonization of biomass-derived products (glucose, glucosamine, soya flour, and microalgae) in the presence of an activating agent (potassium oxalate) and calcium carbonate nanoparticles that form a hard template. During carbonization, double carbonates are formed in situ, which results in modifications in the morphology and size of the template nanoparticles, giving rise to a carbon material with an open macroporous foam-like structure rich in micro-/mesopores, the latter developing via a redox reaction between the carbon and potassium carbonate and also as a result of the reaction between the carbon and the evolved CO2. The porosity can be tailored by selecting an appropriate precursor. Thus, the carbon materials are basically micro-/macroporous in the case of glucose and glucosamine, and micro-/meso-/macroporous when soya flour and microalgae are used. A direct relationship is observed between the amount of nitrogen present in the precursor and mesopore development. Hence, the addition of urea to the mixture of glucose and potassium oxalate and CaCO3 nanoparticles also yields micro-/meso-/macroporous carbons. The materials synthesized at 800 °C have large surface areas in the ∼1800–3100 m2/g range. At 750 °C, the materials synthesized from N-rich biomass combine ultralarge surface areas of 2400–3050 m2/g and a remarkable N-doping (2–3 wt % N). This combination of textural and chemical properties is highly appealing for many energy-related applications and also for adsorption-based processes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JIASHOUSHOU完成签到,获得积分10
1秒前
一颗煤炭完成签到 ,获得积分10
1秒前
Cipher完成签到 ,获得积分10
2秒前
脑洞疼应助LIUYONG采纳,获得10
2秒前
可乐完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
koukousang完成签到,获得积分10
4秒前
乐乐应助张无缺采纳,获得10
5秒前
三三完成签到,获得积分10
5秒前
平常荷花完成签到 ,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
阿胡发布了新的文献求助30
8秒前
水晶李完成签到 ,获得积分10
9秒前
脑洞疼应助静静子采纳,获得100
12秒前
新年好完成签到,获得积分10
13秒前
爆米花应助Michelle采纳,获得10
16秒前
16秒前
LYSM应助晴栀采纳,获得10
17秒前
Bean完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
18秒前
汕头凯奇完成签到,获得积分10
19秒前
aoba完成签到 ,获得积分10
20秒前
潇洒的平松完成签到,获得积分10
21秒前
qwer完成签到,获得积分10
21秒前
fduqyy发布了新的文献求助10
21秒前
csu_zs完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
LILYpig完成签到 ,获得积分10
22秒前
文静醉易完成签到,获得积分10
22秒前
无聊的翠芙完成签到,获得积分10
23秒前
zhangxuhns完成签到,获得积分10
24秒前
大力哈密瓜完成签到,获得积分10
24秒前
无花果应助碧蓝碧凡采纳,获得10
25秒前
26秒前
27秒前
29秒前
蒋50完成签到,获得积分10
29秒前
不爱喝纯牛奶完成签到,获得积分10
30秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038388
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576106
关于积分的说明 11374447
捐赠科研通 3305798
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819322
邀请新用户注册赠送积分活动 892672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815029