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介紹和解釋實驗室儀器的工作原理、操作步驟、維護保養、技術規范、應用案例等內容
01論文摘要
氮摻雜碳材料作為氧還原反應(ORR)的潛在催化劑具有天然優勢。然而，由于缺乏能夠實現高效 ORR 性能的實用合成技術，阻礙了穩健碳催化劑的研發進程。在此，我們利用短時間的冷凍干燥技術，從Sterculia lychnophora中設計并合成了具有豐富活性位點的氮摻雜碳納米片(NeCN-Fd)。這一通用方法促進了NeCN-Fd的比表面積增大、石墨化程度提高以及給電子基團原子比增加。所得NeCN-Fd在堿性條件下，其 ORR 反應的起始電位為0.91 V，半波電位為0.79 V，限擴散電流密度為3.6 mA/cm2，與商用Pt/C相當。同時，NeCN-Fd展現出四電子 ORR 路徑，且在計時電流響應中比Pt/C具有更高的穩定性。此外，NeCN-Fd催化劑在提升LieO?電池放電-充電容量及改善循環穩定性方面的優勢也得到了驗證。理論計算結果表明，樣品上豐富的給電子表面基團能夠激活鄰位碳原子，這賦予了NeCN-Fd優異的 ORR 活性。我們的研究結果為通過冷凍干燥工藝設計具有多種活性位點的碳基電催化劑提供了指導。
02新芝產品支持
Typically, a mixture of raw material Sl and melamine (Mel) with a mass ratio of 1:1 was first placed into a 100 mL beaker, 50 mL of deionized water was added and stirred 2 h at 80 C. Subsequently,freeze-drying was applied to the mixture for 48 h to obtain the solid product called Sl-Mel-Fd (SCIENTZ-12ND, Ningbo Scientz Biotechnology Co., Ltd., Ningbo, China.www.ntbmm.cn).
通常，先將原料Sl與三聚氰胺(Mel)按質量比1:1混合，置于100 mL燒杯中，加入50 mL去離子水，于80 °C下攪拌2小時。隨后，對該混合物進行48小時冷凍干燥，制得固體產物Sl-Mel-Fd(SCIENTZ-12ND，寧波新芝生物科技股份有限公司，中國寧波;官網：www.ntbmm.cn)。
在本研究中，新芝SCIENTZ-12N/D冷凍干燥機承擔了前驅體SI-Mel-Fd的制備任務。研究團隊將SI與三聚氰胺的混合液置于SCIENTZ-12N/D中，進行48小時冷凍干燥。冷凍干燥過程在低溫真空條件下進行，水分直接從固態升華，避免了傳統加熱干燥中因液體表面張力導致的多孔骨架塌陷，完整保留了前驅體的多孔結構。這一關鍵步驟為后續900℃高溫碳化形成二維多孔碳納米片提供了結構基礎。
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