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公开(公告)号：CN111013631A
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201911353452.7
申请日：2019-12-25
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种新型三维分级多孔复合材料、制备方法及其应用，所述新型三维分级多孔复合材料包括以明胶基质水凝胶经碳化后形成碳气凝胶和通过氮掺杂源与过渡金属离子的配位作用形成的稳定的双金属单原子/氮共掺杂材料；所述双金属单原子/氮共掺杂材料牢固地锚定在三维碳气凝胶网络中，形成分级多孔催化剂材料。该新型三维分级多孔复合材料使用绿色廉价可再生的生物质合成水凝胶，这种组织良好的化学网络不仅可以很容易地加工成三维多孔碳气凝胶，而且还能在热解过程中产生微孔缺陷，从而将过渡金属稳定锚定在碳骨架中，该材料在氧气还原/氧气生成反应以及全固态金属-空气电池应用中表现出优异的性能。
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公开(公告)号：CN113083295A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110465988.9
申请日：2021-04-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了高质量活性的三维分级多孔复合材料、制备方法及其应用，该高质量活性的三维分级多孔复合材料以生物质水凝胶经碳化后形成碳气凝胶和通过氮掺杂源与单原子金属离子的配位作用形成的稳定的单原子/氮共掺杂材料；所述单原子/氮共掺杂材料中，碳气凝胶丰富微孔和纳米褶皱可以轻易地捕获单原子，从而获得原子级分散的金属活性位点。该材料具有优异的在碱性条件下的析氢性能,证明该掺氮生物质碳气凝胶负载Ru金属单原子的三维分级多孔复合材料催化剂的独特性和优异性,并且可为电解水的研发及生产产生积极的指导作用。
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公开(公告)号：CN110993968B
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN201911095062.4
申请日：2019-11-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种碳气凝胶单金属原子催化剂的制备方法及电催化应用，该气凝胶以壳聚糖杂合水凝胶为前驱体,在杂合水凝胶中，利用二氧化硅纳米粒子作为制孔剂，二价铁和邻二氮菲的络合物作为铁源和氮源，经过冻干、煅烧和酸洗获得均匀负载有铁单原子的碳气凝胶，同时由于该碳气凝胶具有较高的导电性，丰富的孔结构和活泼的单金属位点，在碱性条件下表现出优异的氧气还原(ORR)和氧气生成(OER)电催化活性，而由于ORR和OER的过电位差小和所组装的锌空电池性能优于商用的Pt/C和RuO2电催化剂，因此本发明制备的催化剂在能源的存储和转化技术中具有潜在的应用价值。
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公开(公告)号：CN107093749B
公开(公告)日：2019-06-25
申请号：CN201710408004.7
申请日：2017-06-02
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种双金属共掺杂碳纳米复合材料及其制备方法，该复合材料包括碳基底以及通过非共价键共组装在所述碳基底上的二茂铁‑苯丙氨酸和另一种除铁以外的过渡金属，所述二茂铁‑苯丙氨酸、另一种除铁以外的过渡金属、碳基底共同形成树莓状纳米球结构。本发明还公开了一种由该复合材料与双氰胺混合，然后碳化得到的双金属‑氮‑碳纳米催化剂及其制备方法，并且提供了该双金属‑氮‑碳纳米催化剂在催化氧气还原反应中的应用。该复合材料及催化剂的制备方法步骤简单、成本低，适合于大规模应用。该双金属‑氮‑碳纳米催化剂的电化学性能优异，具有良好的抗甲醇毒性和稳定性，在催化氧气还原反应领域具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN108878909A
公开(公告)日：2018-11-23
申请号：CN201810769565.4
申请日：2018-07-13
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/90
Abstract: 本发明公开了一种基于生物质的三维多孔复合材料及其制备方法和应用，所述三维多孔复合材料包括以废弃生物质花生壳造孔后形成的碳基底和通过多巴胺与过渡金属离子的配位作用形成的稳定的三元共掺杂材料；所述三元共掺杂材料填充于所述碳基底的内部孔位内，形成分级多孔催化剂材料。该复合材料制备方法步骤简单、成本低廉，用废弃花生壳当做基底变废为宝，是由多孔碳基底以及多巴胺和双金属离子通过配位作用共同原位掺杂到多孔碳基底中所形成的一种双功能催化剂。该生物质的三维多孔复合材料催化剂表现出优异的ORR和OER性能，而且具有良好的抵抗甲醇毒性和稳定性，并且用于Zn‑air电池的正极也表现出极佳的性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106450357A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201611000634.2
申请日：2016-11-14
Applicant: 中南大学
IPC: H01M4/90
CPC classification number: H01M4/9083
Abstract: 本发明公开了一种石墨烯负载Co-N-C超分子杂合气凝胶复合材料，为三维多孔网络状结构，所述复合材料以石墨烯为基底，在石墨烯基底上负载有Co-N-C活性催化中心，所述Co-N-C活性催化中心由吡啶-色氨酸凝胶因子、钴离子和石墨烯基底通过非共价作用组装形成。该复合材料对氧气还原反应的催化作用显著，稳定性好、电学性能好、抗甲醇毒性好。其电流密度可达到4mA/cm2，氧还原起始电位-0.07V左右，峰电位约-0.175V，催化效果可与商业铂碳媲美。本发明还公开了该复合材料的制备方法，其以吡啶-色氨酸凝胶因子、可溶性钴盐和石墨烯为原料，经水热反应、真空冷冻干燥和碳化处理得到，制备方法简单、生产成本低。
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公开(公告)号：CN113078327A
公开(公告)日：2021-07-06
申请号：CN202110339654.7
申请日：2021-03-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种含双金属位点碳气凝胶的制备方法及铝空电池应用，该气凝胶以明胶作为单体，二氧化硅作为硬模板，铁/铜‑邻二氮菲络合物作为氮源与金属源合成的水凝胶前驱体，经过冷冻干燥、高温热解和酸洗获得均匀负载有铁、铜双位点掺杂的碳气凝胶，同时由于该碳气凝胶具有丰富的三维褶皱及多孔结构，活泼的双金属位点，在碱性及中性条件下均表现出优异的氧气还原(ORR)电催化活性，以该碳气凝胶作为正极组装的中性铝空电池性能明显优于商用的Pt/C电催化剂，因此本发明制备的催化剂为无腐蚀柔性可穿戴金属‑空气电池的研发及生产具有潜在指导意义。
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公开(公告)号：CN103113419B
公开(公告)日：2015-05-06
申请号：CN201310038337.7
申请日：2013-01-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种多响应超分子水凝胶因子、水凝胶及其制备方法。该方法包括以下操作步骤：利用活化的二茂铁化学修饰苯丙氨酸，得到二茂铁-苯丙氨酸水凝胶因子；将凝胶因子的二甲基亚砜溶液用pH为7.4的PBS稀释到0.5%（w/v），即可形成水凝胶。本发明制备的水凝胶简单廉价，具有多重响应性质，且同时保存二茂铁的氧化还原活性和氨基酸或短肽的生物活性，有望在药物缓释、生物传感、响应材料等领域得到广泛应用。
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公开(公告)号：CN103113419A
公开(公告)日：2013-05-22
申请号：CN201310038337.7
申请日：2013-01-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种多响应超分子水凝胶因子、水凝胶及其制备方法。该方法包括以下操作步骤：利用活化的二茂铁化学修饰苯丙氨酸，得到二茂铁-苯丙氨酸水凝胶因子；将凝胶因子的二甲基亚砜溶液用pH为7.4的PBS稀释到0.5%（w/v），即可形成水凝胶。本发明制备的水凝胶简单廉价，具有多重响应性质，且同时保存二茂铁的氧化还原活性和氨基酸或短肽的生物活性，有望在药物缓释、生物传感、响应材料等领域得到广泛应用。
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公开(公告)号：CN115966710B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202211336682.4
申请日：2022-10-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种高稳定铁原子催化剂及其制备方法与应用，催化剂为氮掺杂碳骨架构成的三维蜂窝网状结构，所述三维蜂窝网状结构内还包含铁单原子和铁纳米簇，所述铁纳米簇负载于三维蜂窝网状结构的纳米孔中，所述铁单原子结合于铁纳米簇周围的氮掺杂碳骨架上，制备时以明胶水凝胶为前驱体和模板，通过简单的两步热解法，在N掺杂碳气凝胶中的Fe单原子位点附近负载了Fe纳米簇(NCA/FeSA+NC)。本发明制备的高稳定铁原子催化剂具有较好的电催化活性和稳定性，NCA/FeSA+NC气凝胶作为阴极催化剂组装得到的柔性锌‑空电池在室温和低温下都表现出了较高的OCV和功率密度，以及优异的耐久性。
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