Original design of nitrogen-doped carbon aerogels from sustainable precursors: application as metal-free oxygen reduction catalysts

文献情報

出版日 2013-07-10
DOI 10.1039/C3GC40904J
インパクトファクター 10.182
著者

Nicolas Brun, Stephanie A. Wohlgemuth, Petre Osiceanu, Magdalena M. Titirici


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要旨

A new sustainable approach based on the hydrothermal carbonization of biomass-derivatives is reported for the synthesis of nitrogen-doped carbon-based aerogels. The catalyst-free hydrothermal treatment of both carbohydrate-based derivatives, i.e. glucose, D-glucosamine and/or N-acetyl-D-glucosamine, and phenolic compounds, i.e. phloroglucinol and/or cyanuric acid, led to highly porous monolithic gels. After pyrolysis under an inert atmosphere, conductive N-doped carbon aerogels were obtained, displaying nitrogen-doping levels of 3–5 wt% and BET surface areas of up to 450 m2 g−1. These original materials showed the first promising results as electrocatalysts for the oxygen reduction reaction and are expected to be used in a wide variety of fields, including for advanced energy conversion and storage devices.

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掲載誌

Green Chemistry

Green Chemistry
CiteScore: 16.1
自己引用率: 7.5%
年間論文数: 944

Green Chemistry provides a unique forum for the publication of innovative research on the development of alternative green and sustainable technologies. The scope of Green Chemistry is based on, but not limited to, the definition proposed by Anastas and Warner (Green Chemistry: Theory and Practice, P T Anastas and J C Warner, Oxford University Press, Oxford, 1998). Green chemistry is the utilisation of a set of principles that reduces or eliminates the use or generation of hazardous substances in the design, manufacture and application of chemical products. Green Chemistry is at the frontiers of this continuously-evolving interdisciplinary science and publishes research that attempts to reduce the environmental impact of the chemical enterprise by developing a technology base that is inherently non-toxic to living things and the environment. Submissions on all aspects of research relating to the endeavour are welcome. The journal publishes original and significant cutting-edge research that is likely to be of wide general appeal. To be published, work must present a significant advance in green chemistry. Papers must contain a comparison with existing methods and demonstrate advantages over those methods before publication can be considered. For more information please see this Editorial. Coverage includes the following, but is not limited to: Design (e.g. biomimicry, design for degradation/recycling/reduced toxicity…) Reagents & Feedstocks (e.g. renewables, CO2, solvents, auxiliary agents, waste utilization…) Synthesis (e.g. organic, inorganic, synthetic biology…) Catalysis (e.g. homogeneous, heterogeneous, enzyme, whole cell…) Process (e.g. process design, intensification, separations, recycling, efficiency…) Energy (e.g. renewable energy, fuels, photovoltaics, fuel cells, energy storage, energy carriers…) Applications (e.g. electronics, dyes, consumer products, coatings, pharmaceuticals, preservatives, building materials, chemicals for industry/agriculture/mining…) Impact (e.g. safety, metrics, LCA, sustainability, (eco)toxicology…) Green chemistry is, by definition, a continuously-evolving frontier. Therefore, the inclusion of a particular material or technology does not, of itself, guarantee that a paper is suitable for the journal. To be suitable, the novel advance should have the potential for reduced environmental impact relative to the state of the art. Green Chemistry does not normally deal with research associated with 'end-of-pipe' or remediation issues.

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