基于C60衍生量子点的高致密超级电容器电极材料研究
结题报告
批准号:
51772282
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
朱彦武
依托单位:
学科分类:
E0203.碳素材料与超硬材料
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
谈紫琪、叶江林、潘飞、倪堃、刘杰
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中文摘要
C60的发现与制备开启了纳米材料研究的新纪元。利用C60分子制备碳量子点,可以得到具有高产率、窄尺寸分布、良好水溶性的碳量子点分散体;进一步对C60衍生量子点进行可控修饰和组装,将可得到具有优异超级电容器性能的新型碳电极材料,解决目前碳基超级电容器电极材料中体积比性能和材料密度之间的矛盾。项目拟针对碳量子点制备和组装中存在的产率提升、尺寸与结构控制、缺陷与掺杂引入等问题,利用C60分子中大量存在的五元环和曲率结构,通过化学合成制备得到具有可控结构、缺陷与掺杂的新型碳材料,利用同步辐射光源等手段对其电子结构及界面特性进行表征,发展一类具有高体积比超级电容器性能的新型碳量子点及组装材料体系。
英文摘要
The discovery of C60 has opened a new epoch for the study on nanomaterials. Using C60 as a precursor, a suspension of carbon quantum dots can be synthesized with high yield, narrow size distribution and good dispersion in water. Furthermore, a controllable doping and assembly to the C60-derived quantum dots may lead to novel carbon electrodes with superior supercapacitor performances, targeting for the balance between volumetric performance and electrode density in carbon-based supercapacitors. Focusing on the issues of production yield, controllability in size and microstructure, and introduction of defects and doping in the preparation of carbon quantum dots and assembly, the current study will develop chemical synthesis methods to achieve novel carbons with controllable structures, doping and defects, taking advantages of pentagons and curvatures in C60 molecules. In addition, advanced tools such as synchrotron radiation will be utilized to characterize the electronic and interface properties, towards a series of carbon materials with high performance in supercapacitors.
在本项目研究计划中,拟针对碳量子点制备和组装中存在的产率提升、尺寸与结构控制、缺陷与掺杂引入等问题,利用C60分子中大量存在的五元环和曲率结构,通过化学合成制备得到具有可控结构、缺陷与掺杂的新型碳材料,利用先进表征手段对其电子结构及界面特性进行表征,发展一类具有高体积比超级电容器性能的新型碳量子点及组装材料体系。在本项目的执行中,研究团队采用C60作为原料制备碳量子点,对可控修饰和组装中的科学问题进行了深入研究。研究发现:利用多种化学方法可以将富勒烯C60分子处理或者重构为新型三维碳构架材料,可以实现对其结构和化学掺杂的控制,作为超级电容器和锂离子电池电极材料体现出优越性能。此外,还对提升碳基超级电容其性能的基础科学问题进行了系统探索,形成了关于碳基电化学的更加深入理解,为进一步提升碳基电极材料的性能奠定了坚实基础。在本项目执行过程中,产生了一系列原创性成果,发表高水平论文29篇,并在国际国内会议多次宣讲研究成果。获得授权专利3件,部分新型碳材料正在进行产业化前期准备阶段。培养出站博士后1名,博士生4名,硕士生2名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acs.chemmater.0c04505
发表时间:2021-02
期刊:Chemistry of Materials
影响因子:8.6
作者:Hong Yuan;Jianglin Ye;Chuanren Ye;Songsen Yin;Jieyun Li;Kai Su;Gang Fang;Yanhong Wu;Yaxuan Zheng;Ming Ge;Runli Tang;Guanping Feng;Yan Qu;Yanwu Zhu
通讯作者:Yanwu Zhu
A Sponge-Driven Elastic Interface for Lithium Metal Anodes
用于锂金属阳极的海绵驱动弹性界面
DOI:10.34133/2019/9129457
发表时间:2019-09
期刊:Research
影响因子:11
作者:Han Yu;Jian Xie;Na Shu;Fei Pan;Jianglin Ye;Xinyuan Wang;Hong Yuan;Yanwu Zhu
通讯作者:Yanwu Zhu
DOI:10.1016/j.ensm.2019.07.044
发表时间:2020
期刊:Energy Storage Materials
影响因子:20.4
作者:Na Shu;Jian Xie;Xinyuan Wang;Xiaodong He;Lina Xiao;Fei Pan;Hong Yuan;Jianglin Ye;Chunhua Chen;Yanwu Zhu
通讯作者:Yanwu Zhu
Charge Storage Mechanisms of Single-Layer Graphene in Ionic Liquid
单层石墨烯在离子液体中的电荷存储机制
DOI:10.1021/jacs.9b07134
发表时间:2019
期刊:Journal of the American Chemical Society
影响因子:15
作者:Ye Jianglin;Wu Yih Chyng;Xu Kui;Ni Kun;Shu Na;Taberna Pierre Louis;Zhu Yanwu;Simon Patrice
通讯作者:Simon Patrice
Ultrathin yet transferrable Pt- or PtRu-decorated graphene films as efficient electrocatalyst for methanol oxidation reaction
超薄但可转移的 Pt 或 PtRu 装饰石墨烯薄膜作为甲醇氧化反应的有效电催化剂
DOI:10.1007/s40843-018-9366-x
发表时间:2018-11
期刊:Science China-Materials
影响因子:8.1
作者:Tao Zhuchen;Chen Wei;Yang Jing;Wang Xiangyang;Tan Ziqi;Ye Jianglin;Chen Yanxia;Zhu Yanwu
通讯作者:Zhu Yanwu
微流体环境中的石墨氧化精准调控与在线检测
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    朱彦武
  • 依托单位:
高比表面积碳负极中锂碳相互作用机理与界面原位研究
  • 批准号:
    51972299
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    朱彦武
  • 依托单位:
国内基金
海外基金