Biomass Hydroxyapatite-templated Synthesis of 3D Graphene

Kexin WANG Liurong SHI Mingzhan WANG Hao YANG Zhongfan LIU Hailin PENG

Citation:  WANG Kexin, SHI Liurong, WANG Mingzhan, YANG Hao, LIU Zhongfan, PENG Hailin. Biomass Hydroxyapatite-templated Synthesis of 3D Graphene[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2019, 35(10): 1112-1118. doi: 10.3866/PKU.WHXB201805032 shu

生物质羟基磷灰石作为模板制备三维石墨烯

    通讯作者: 刘忠范, zfliu@pku.edu.cn
    彭海琳, hlpeng@pku.edu.cn
  • 基金项目:

    北京市科学技术委员会(Z161100002116002, Z161100002116021),国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB932500, 2016YFA0200101),国家自然科学基金(21525310, 51432002, 51520105003)资助

    国家重点基础研究发展计划(973)项目 2014CB932500

    国家重点基础研究发展计划(973)项目 2016YFA0200101

    国家自然科学基金 21525310

    国家自然科学基金 51432002

    北京市科学技术委员会 Z161100002116002, Z161100002116021

    国家自然科学基金 51520105003

    北京市科学技术委员会 Z161100002116002

摘要: 三维石墨烯(3DG)被广泛研究用于能量存储和转换器件中的导电框架材料。化学气相沉积(CVD)是制备品质三维石墨烯的重要方法,其中选择合适的模板材料对于调控石墨烯形貌和成本至关重要。在此,本文使用牛骨灰这一廉价易得的生物废弃物作为CVD模板,制备了高品质三维石墨烯。这种三维石墨烯表现出“双连续”的微观结构,即石墨烯框架及其空隙均是连续的,因而可以作为导电框架材料用于电化学储能器件。我们将硫均匀负载于三维石墨烯作为高性能锂-硫电池的正极材料,其在高倍率(2C)下具有约550 mAh·g-1的高比容量。此外,将牛骨灰模板蚀刻后所得溶液可作为原料用于磷酸生产,实现了高的原子利用率。这一工作将石墨烯制备与成熟的磷化工产业结合,发展了一种低成本、高原子经济性地制备三维石墨烯的新途径。

English

    1. [1]

      Raccichini, R.; Varzi, A.; Passerini, S.; Scrosati, B. Nat. Mater. 2014, 14 (3), 271. doi: 10.1038/nmat4170

    2. [2]

      El-Kady, M. F.; Shao, Y.; Kaner, R. B. Nat. Rev. Mater. 2016, 16033. doi: 10.1038/natrevmats.2016.33

    3. [3]

      Yang, Z.; Ren, J.; Zhang, Z.; Chen, X.; Guan, G.; Qiu, L.; Zhang, Y.; Peng, H. Chem. Rev. 2015, 115 (11), 5159. doi: 10.1021/cr5006217

    4. [4]

      Raccichini, R.; Varzi, A.; Wei, D.; Passerini, S. Adv. Mater. 2017, 29 (11), 1603421. doi: 10.1002/adma.201603421

    5. [5]

      Dong, Y.; Wu, Z. S.; Ren, W.; Cheng, H. M.; Bao, X. Sci. Bull. 2017, 62 (10), 724. doi: 10.1016/j.scib.2017.04.010

    6. [6]

      Chen, K.; Chai, Z.; Li, C.; Shi, L.; Liu, M.; Xie, Q.; Zhang, Y.; Xu, D.; Manivannan, A.; Liu, Z. ACS Nano 2016, 10 (3), 3665. doi: 10.1021/acsnano.6b00113

    7. [7]

      Compton, O. C.; Nguyen, S. T. Small 2010, 6 (6), 711. doi: 10.1002/smll.200901934

    8. [8]

      Chen, Z.; Ren, W.; Gao, L.; Liu, B.; Pei, S.; Cheng, H. M. Nat. Mater. 2011, 10 (6), 424. doi: 10.1038/nmat3001

    9. [9]

      Cui, C.; Qian, W.; Yu, Y.; Kong, C.; Yu, B.; Xiang, L.; Wei, F. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (6), 2256. doi: 10.1021/ja412219r

    10. [10]

      Rümmeli, M. H.; Bachmatiuk, A.; Scott, A.; Börrnert, F.; Warner, J. H.; Hoffman, V.; Lin, J. H.; Cuniberti, G.; Büchner, B. ACS Nano 2010, 4 (7), 4206. doi: 10.1021/nn100971s

    11. [11]

      Tang, C.; Li, B. Q.; Zhang, Q.; Zhu, L.; Wang, H. F.; Shi, J. L.; Wei, F. Adv. Funct. Mater. 2016, 26 (4), 577. doi: 10.1002/adfm.201503726

    12. [12]

      Bi, H.; Lin, T.; Xu, F.; Tang, Y.; Liu, Z.; Huang, F. Nano Lett. 2016, 16 (1), 349. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b03923

    13. [13]

      Shi, L.; Chen, K.; Du, R.; Bachmatiuk, A.; Rümmeli, M. H.; Priydarshi, M. K.; Zhang, Y.; Manivannan, A.; Liu, Z. Small 2015, 11 (47), 6302. doi: 10.1002/smll.201502013

    14. [14]

      Chen, K.; Li, C.; Shi, L.; Gao, T.; Song, X.; Bachmatiuk, A.; Zou, Z.; Deng, B.; Ji, Q.; Ma, D.; et al. Nat. Commun. 2016, 7, 13440. doi: 10.1038/ncomms13440

    15. [15]

      Shi, L.; Chen, K.; Du, R.; Bachmatiuk, A.; Rümmeli, M. H.; Xie, K.; Huang, Y.; Zhang, Y.; Liu, Z. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138 (20), 6360. doi: 10.1021/jacs.6b02262

    16. [16]

      Ning, G.; Fan, Z.; Wang, G.; Gao, J.; Qian, W.; Wei, F. Chem. Commun. 2011, 47 (21), 5976. doi: 10.1039/c1cc11159k

    17. [17]

      Zhao, M. Q.; Zhang, Q.; Huang, J. Q.; Tian, G. L.; Nie, J. Q.; Peng, H. J.; Wei, F. Nat. Commun. 2014, 5. doi: 10.1038/ncomms4410

    18. [18]

      Barakat, N. A. M.; Khil, M. S.; Omran, A. M.; Sheikh, F. A.; Kim, H. Y. J. Mater. Process. Tech. 2009, 209 (7), 3408. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.07.040

    19. [19]

      Sobczak, A.; Kowalski, Z.; Wzorek, Z. Acta. Bioeng. Biomech. 2009, 11 (4), 23.

    20. [20]

      Lv, W.; Tang, D. M.; He, Y. B.; You, C. H.; Shi, Z. Q.; Chen, X. C.; Chen, C. M.; Hou, P. X.; Liu, C.; Yang, Q. H. ACS Nano 2009, 3 (11), 3730. doi: 10.1021/nn900933u

    21. [21]

      Manthiram, A.; Fu, Y.; Chung, S. H.; Zu, C.; Su, Y. S. Chem. Rev. 2014, 114 (23), 11751. doi: 10.1021/cr500062v

    22. [22]

      Seh, Z. W.; Sun, Y.; Zhang, Q.; Cui, Y. Chem. Soc. Rev. 2016, 45 (20), 5605. doi: 10.1039/C5CS00410A

    23. [23]

      Ji, X.; Nazar, L. F. J. Mater. Chem. 2010, 20 (44), 9821. doi: 10.1039/B925751A

    24. [24]

      Fang, X.; Peng, H. Small 2015, 11 (13), 1488. doi: 10.1002/smll.201402354

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  8
  • 文章访问数:  746
  • HTML全文浏览量:  47
文章相关
  • 发布日期:  2019-10-15
  • 收稿日期:  2018-05-14
  • 接受日期:  2018-06-26
  • 修回日期:  2018-06-22
  • 网络出版日期:  2018-10-26
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章