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The effect of nitrogen on the synthesis of porous carbons by iron-catalyzed graphitization

  • This paper reports a systematic study into the effect of nitrogen on iron-catalyzed graphitization of biomass. Chitin, chitosan, N-acetylglucosamine, gelatin and glycine were selected to represent nitrogen-rich saccharides and amino-acid/polypeptide biomass precursors. The materials were pyrolyzed with an iron catalyst to produce carbons with a wide range of chemical and structural features such as mesoporosity and nitrogen-doping. Many authors have reported the synthesis of nitrogen-doped carbons by pyrolysis and these have diverse applications. However, this is the first systematic study of how nitrogen affects pyrolysis of biomass and importantly the catalytic graphitization step. Our data demonstrates that nitrogen inhibits graphitization but that some nitrogen survives the catalytic graphitization process to become incorporated into various chemical environments in the carbon product.

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Autor*innen:R. D. Hunter, E. C. Hayward, Glen Jacob SmalesORCiD, Brian Richard PauwORCiD, A. Kulak, S. Guan, Z. Schnepp
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials Advances
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.5 Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Jahrgang/Band:4
Erste Seite:2070
Letzte Seite:2077
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Graphitization; Nanocomposite; Nanoparticles; Nitrogen; Porous carbon; Scattering
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Nano
DOI:10.1039/d3ma00039g
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-575351
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:24.05.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:24.05.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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