journal article·2016-01-13

N-Doped Ordered Mesoporous Carbon Originated from a Green Biological Dye for Electrochemical Sensing and High-Pressure CO2 Storage

Shenghai Zhou, Hongbo Xu, Qunhui Yuan, Hangjia Shen, Xuefeng Zhu, Yi Liu, Wei Gan

Publisher page

Abstract

Herein, a series of nitrogen-doped ordered mesoporous carbons (NOMCs) with tunable porous structure were synthesized via a hard-template method with a green biological dye as precursor, under various carbonization temperatures (700-1100 °C). Compared with the ordered mesoporous silica-modified and unmodified electrodes, the use of electrodes coated by NOMCs (NOMC-700-NOMC-1100) resulted in enhanced signals and well-resolved oxidation peaks in electrocatalytic sensing of catechol and hydroquinone isomers, attributable to NOMCs' open porous structures and increased edge-plane defect sites on the N-doped carbon skeleton. Electrochemical sensors using NOMC-1000-modified electrode were fabricated and proved feasible in tap water sample analyses. The NOMCs were also used as sorbents for high-pressure CO2 storage. The NOMC with the highest N content exhibits the best CO2 absorption capacities of 800.8 and 387.6 mg/g at 273 and 298 K (30 bar), respectively, which is better than those of other NOMC materials and some recently reported CO2 sorbents with well-ordered 3D porous structures. Moreover, this NOMC shows higher affinity for CO2 than for N2, a benefit of its higher nitrogen content in the porous carbon framework.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Electrochemical sensors and biosensors · Supercapacitor Materials and Fabrication · Conducting polymers and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Laboratory of Environmental Science and Technology, Xinjiang Technical Institute of Physics & Chemistry; Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China

University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States

Funding

Basic Energy Sciences · National Natural Science Foundation of China · Chinese Academy of Sciences · Xinjiang Uyghur Autonomous Region

References (66)

Show source-provided references
1. 10.1021/cr068076m10.1021/cr068076m ↗
2. 10.1021/cr500023c10.1021/cr500023c ↗
3. 10.1039/c0cs00079e10.1039/c0cs00079e ↗
4. 10.1002/anie.20090346310.1002/anie.200903463 ↗
5. 10.1016/j.aca.2010.01.00910.1016/j.aca.2010.01.009 ↗
6. 10.1002/adma.20120304510.1002/adma.201203045 ↗
7. 10.1039/c3tb20215a10.1039/c3tb20215a ↗
8. 10.1016/j.aca.2012.08.03210.1016/j.aca.2012.08.032 ↗
9. 10.1016/j.trac.2012.05.00310.1016/j.trac.2012.05.003 ↗
10. 10.1007/s00216-010-3688-610.1007/s00216-010-3688-6 ↗
11. 10.1021/cm402349f10.1021/cm402349f ↗
12. 10.1039/c2cs35086f10.1039/c2cs35086f ↗
13. 10.1038/3508404610.1038/35084046 ↗
14. 10.1039/c0cs00186d10.1039/c0cs00186d ↗
15. 10.1016/j.elecom.2008.03.00810.1016/j.elecom.2008.03.008 ↗
16. 10.1016/j.electacta.2010.12.09910.1016/j.electacta.2010.12.099 ↗
17. 10.1016/j.electacta.2014.08.02110.1016/j.electacta.2014.08.021 ↗
18. 10.1039/C5RA11832H10.1039/C5RA11832H ↗
19. 10.1016/j.pmatsci.2014.08.00210.1016/j.pmatsci.2014.08.002 ↗
20. 10.1021/ja904595t10.1021/ja904595t ↗
21. 10.1039/C4CS00141A10.1039/C4CS00141A ↗
22. 10.1016/j.apcatb.2013.09.04310.1016/j.apcatb.2013.09.043 ↗
23. 10.1039/C4TA03010A10.1039/C4TA03010A ↗
24. 10.1039/C4NR06623E10.1039/C4NR06623E ↗
25. 10.1016/j.electacta.2013.06.06610.1016/j.electacta.2013.06.066 ↗
26. 10.1016/j.bios.2013.10.00110.1016/j.bios.2013.10.001 ↗
27. 10.1016/j.apcatb.2014.10.05410.1016/j.apcatb.2014.10.054 ↗
28. 10.1016/j.cattod.2014.08.03610.1016/j.cattod.2014.08.036 ↗
29. 10.1016/j.carbon.2014.08.00310.1016/j.carbon.2014.08.003 ↗
30. 10.1002/adfm.20120276410.1002/adfm.201202764 ↗
31. 10.1016/j.carbon.2013.12.05810.1016/j.carbon.2013.12.058 ↗
32. 10.1016/j.carbon.2013.09.08610.1016/j.carbon.2013.09.086 ↗
33. 10.1021/cm100139d10.1021/cm100139d ↗
34. 10.1039/C2TA00028H10.1039/C2TA00028H ↗
35. 10.1016/j.carbon.2014.12.01310.1016/j.carbon.2014.12.013 ↗
36. 10.1039/C2CS35301F10.1039/C2CS35301F ↗
37. 10.1166/jnn.2009.C20210.1166/jnn.2009.C202 ↗
38. 10.1016/j.matlet.2014.08.07810.1016/j.matlet.2014.08.078 ↗
39. 10.1016/j.carbon.2010.06.00110.1016/j.carbon.2010.06.001 ↗
40. 10.1016/j.carbon.2014.12.00110.1016/j.carbon.2014.12.001 ↗
41. 10.1016/j.electacta.2014.12.15610.1016/j.electacta.2014.12.156 ↗
42. 10.1126/science.279.5350.54810.1126/science.279.5350.548 ↗
43. 10.1016/j.carbon.2015.02.03610.1016/j.carbon.2015.02.036 ↗
44. 10.1021/cm500566410.1021/cm5005664 ↗
45. 10.1016/j.micromeso.2014.11.02710.1016/j.micromeso.2014.11.027 ↗
46. 10.1016/j.jpowsour.2015.02.13910.1016/j.jpowsour.2015.02.139 ↗
47. 10.1016/j.carbon.2004.07.00610.1016/j.carbon.2004.07.006 ↗
48. 10.1016/j.electacta.2014.09.14610.1016/j.electacta.2014.09.146 ↗
49. 10.1021/ac504309j10.1021/ac504309j ↗
50. 10.1016/j.bios.2014.05.01110.1016/j.bios.2014.05.011 ↗
51. 10.1016/j.microc.2006.07.00410.1016/j.microc.2006.07.004 ↗
52. 10.1016/j.chroma.2006.11.10010.1016/j.chroma.2006.11.100 ↗
53. 10.1016/S0021-9673(99)00670-610.1016/S0021-9673(99)00670-6 ↗
54. 10.1021/ac503407e10.1021/ac503407e ↗
55. 10.1016/j.snb.2014.03.09610.1016/j.snb.2014.03.096 ↗
56. 10.1016/j.snb.2011.05.01910.1016/j.snb.2011.05.019 ↗
57. 10.1016/j.colsurfb.2011.07.00410.1016/j.colsurfb.2011.07.004 ↗
58. 10.1016/j.jelechem.2008.02.01110.1016/j.jelechem.2008.02.011 ↗
59. 10.1016/j.electacta.2006.03.00510.1016/j.electacta.2006.03.005 ↗
60. 10.1016/j.snb.2012.11.00610.1016/j.snb.2012.11.006 ↗
61. 10.1007/s11164-013-1420-910.1007/s11164-013-1420-9 ↗
62. 10.1016/j.aca.2012.02.03710.1016/j.aca.2012.02.037 ↗
63. 10.1016/j.electacta.2008.08.02910.1016/j.electacta.2008.08.029 ↗
64. 10.1021/jp210044610.1021/jp2100446 ↗
65. 10.1039/c3ta11995e10.1039/c3ta11995e ↗
66. 10.1016/j.cej.2010.11.03810.1016/j.cej.2010.11.038 ↗