| 孙奥然,张振中,蒋成善,张磊,杨桂花,陈嘉川.纤维素基碳材料作为氧还原反应催化剂的研究进展[J].中国造纸,2025,44(10):139-149 |
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| 纤维素基碳材料作为氧还原反应催化剂的研究进展 |
| Research Progress of Cellulose-based Carbon Materials as Oxygen Reduction Reaction Catalysts |
| 收稿日期：2025-05-13 修订日期：2025-06-12 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2025.10.016 |
| 关键词: 纤维素 碳材料 催化剂 氧还原反应 |
| Key Words:cellulose carbon materials catalysts oxygen reduction reaction |
| 基金项目:国家自然科学基金（22108137）；山东省青年创新团队（2022KJ294）；济南市科技局“新高校20条”资助项目自主培养创新团队计划（20233046）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 孙奥然* | 齐鲁工业大学（山东省科学院）绿色造纸与资源循环全国重点实验室, 山东济南,250353 | 250353 | | 张振中 | 齐鲁工业大学（山东省科学院）绿色造纸与资源循环全国重点实验室, 山东济南,250353 | 250353 | | 蒋成善 | 齐鲁工业大学（山东省科学院）绿色造纸与资源循环全国重点实验室, 山东济南,250353 | 250353 | | 张磊* | 齐鲁工业大学（山东省科学院）绿色造纸与资源循环全国重点实验室, 山东济南,250353 | 250353 | | 杨桂花 | 齐鲁工业大学（山东省科学院）绿色造纸与资源循环全国重点实验室, 山东济南,250353 | 250353 | | 陈嘉川* | 齐鲁工业大学（山东省科学院）绿色造纸与资源循环全国重点实验室, 山东济南,250353 | 250353 |
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| 摘要:近年来，随着对清洁能源技术需求的不断提升，传统铂基催化剂因成本高、资源稀缺及稳定性差等问题受到限制，推动了非贵金属催化剂的研究发展。其中，以丰富的可再生纤维素制备的多孔碳催化剂具有低成本、高比表面积、有序可调的孔隙、良好的化学稳定性和导电性等优点。本文系统总结了纤维素基碳材料的制备方法及形成机理，主要探讨了不同制备方法包括水热碳化法、化学/物理活化法、硬模板法和气凝胶碳化法对纤维素基碳材料结构和性能的影响，综述了其在氧还原反应（ORR）中的研究进展，比较了不同结构纤维素基碳材料的性能表现，并展望了其在ORR催化领域的研究与应用前景。 |
| Abstract:In recent years， as the demand for clean-energy technologies continues to rise， conventional Pt-based catalysts are constrained by high cost， resource scarcity， and limited stability， which in turn propels the development of non-precious-metal catalysts. Using abundant， renewable cellulose to prepare porous carbon catalysts offers advantages of low cost， high specific surface area， orderly and tunable porosity， and good chemical stability and conductivity. This review systematically summarized the preparation methods and formation mechanisms of cellulose-based carbon materials， mainly discussed the effects of different approaches including hydrothermal carbonization， chemical/physical activation， hard templating， and aerogel carbonization on structures and properties of cellulose-based carbon materials， reviewed progress in their application to the oxygen reduction reaction (ORR)， compared the performances of cellulose-derived carbons with different architectures， and outlined prospects for their research and application in ORR catalysis. |
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