هنا ، نقدم بروتوكولا لتوليف الجسيمات النانوية Co المدعومة على أنابيب الكربون النانوية مع Co- و N- dopants لإنتاج الهيدروجين.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تخليق الجسيمات النانوية المعدنية المدعومة على أنبوب الكربون النانوي مع ذرات Co و N المنشطة وتطبيقاتها الحفازة في إنتاج الهيدروجين
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
وترد هنا طريقة للتوليف السهل للمحفزات ذات البنية النانوية المدعومة على أنابيب الكربون النانوية مع الكوبالت الموزع ذريا ودوبانت النيتروجين. وتستند الاستراتيجية الجديدة إلى معالجة الانحلال الحراري في وعاء واحد من أسيتيل أسيتيل أسيتيلاستونات الكوبالت (II) والسلائف العضوية الغنية بالنيتروجين تحت الغلاف الجوي AR عند 800 درجة مئوية، مما أدى إلى تكوين أنبوب نانوي كربوني مشترك و N مع مورفولوجيا تشبه دودة الأرض. وجد أن المحفز الذي تم الحصول عليه يحتوي على كثافة عالية من مواقع العيوب ، كما أكد التحليل الطيفي رامان. هنا ، تم تثبيت الجسيمات النانوية الكوبالت (II) على الأنابيب النانوية الكربونية المنشطة بالكوبالت والنيتروجين المنتشرة ذريا. تم تأكيد فعالية المحفز في التحلل المائي الحفاز للأمونيا البوران ، حيث كان تردد الدوران 5.87 mol H 2 ·mol Co-1 ·min-1 ، وتم تحديد معدل توليد الهيدروجين المحدد ليكون 2447 mL H2 ·gCo-1 ·min-1. تم اقتراح وظيفة تآزرية بين الجسيمات النانوية Co والأنابيب النانوية الكربونية المنشطة لأول مرة في التحلل المائي الحفاز لتفاعل الأمونيا البوران تحت ظروف خفيفة. ويمكن أن يكون إنتاج الهيدروجين الناتج عن ذلك بكثافته العالية للطاقة والحد الأدنى من وقت التزود بالوقود مناسبا للتنمية المستقبلية كمصادر للطاقة للتطبيقات المتنقلة والثابتة مثل شاحنات الطرق والرافعات الشوكية في النقل والخدمات اللوجستية.
المقدمة
ولا يزال تطوير محفزات منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة لإنتاج الطاقة المتجددة واحدة من أكثر المشاكل حرجا وتحديا للتخفيف من أزمة الطاقة. ومع ذلك ، فهي بعيدة كل البعد عن التطبيقات العملية بسبب العديد من المخاوف ، مثل طرق الإنتاج واسعة النطاق ذات الأداء الموثوق به ، وتكلفة الإنتاج العالية ، والاستقرار طويل الأمد لإطالة عمر خدمة المحفزات. تتطلب قطاعات الصناعة ، مثل النقل والخدمات اللوجستية ، إنتاج الطاقة للمركبات والمعدات ذات ساعات التشغيل الطويلة ، وإمدادات الطاقة العالية ، والحد الأدنى من وقت التزود بالوقود في تحقيق عمليات فعالة1،2،3. ولذلك، تم استغلال الاستراتيجيات الفعالة على نط....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تنبيه: ينصح القراء بالتحقق بعناية من خصائص وسمية المواد الكيميائية الموصوفة في هذه الورقة من أجل التعامل السليم مع المواد الكيميائية من صحائف بيانات سلامة المواد ذات الصلة (MSDS). بعض المواد الكيميائية المستخدمة ضارة بالصحة ، ويجب اتخاذ عناية خاصة. تأثير المواد النانوية على صحة الإنسان غير معروف ويمكن أن يشكل مخاطر على السلامة والصحة. يجب تجنب الاستنشاق والاتصال من خلال الجلد بهذه المواد. كما يجب اتخاذ احتياطات السلامة، مثل إطلاق غاز النفايات أثناء تخليق المحفز إلى غطاء الدخان وتقييم أداء المحفز مع التنفيس السليم لغاز الهيدروجين. ينصح بارتداء معدات الحماية الشخصية في جميع الأوقات. الهيدروجين هو غاز يحتمل أن ينفجر مع نطاق واسع جدا للاشتعال من 4٪ -74٪ في الهواء. يجب الح....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم الحصول على أنماط حيود الأشعة السينية (XRD) لتحديد بلورة وحجم NPs الكوبالت. وكما هو مبين في الشكل 1، كانت قمم الحيود المقابلة للمستويات (111) و (200) و (220) (عند 2θ من 44.2 درجة و 51.5 درجة و 75.8 درجة على التوالي) من المرحلة المكعبة من الكوبالت المعدني موجودة بالاتفاق مع ملف حيود الطاقة JCPDS (اللجنة المشتركة لمعايير حيود المسحوق) (البطاقة رقم 15-0806)47. يمكن فهرسة الذروة العريضة عند 2θ من حوالي 26 درجة المقابلة للكربون الجرافيتي (N-CNTs) إلى بطاقة JCPDS # 75-162.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
أصبحت طريقة الانحلال الحراري واحدة من الاستراتيجيات القوية في تخليق المواد النانوية أحادية البعد على مختلف الدعامات الصلبة المنشطة بالذرة غير المتجانسة مع أحجام خاضعة للرقابة من NPs. فعلى سبيل المثال، أبلغ Guo et al.56 عن استراتيجية الانحلال الحراري المحصور في الفضاء النانوي. باختصار ، تم تحليل سلائف MWCNTs والكوبالت والفوسفور المعالجة مسبقا عند 800 درجة مئوية تحت الغلاف الجوي N2 ، ويمكن الحصول على NPs CoP المدعومة في N-CNT. يمكن أن يكون وجود المسام الدقيقة بمثابة مسار لسلائف Co و P للت.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدينا ما نكشف عنه.
شكر وتقدير
تم تمويل هذا العمل بالكامل من قبل لجنة المنح الجامعية في هونغ كونغ - خطة التطوير المؤسسي (IDS) منحة البحوث التعاونية ، رقم المنحة UGC / IDS (C) 14 / B (E) 01/19 ، مخطط تطوير أعضاء هيئة التدريس (FDS) ، رقم المنحة UGC / FDS25 / E08 / 20 وبتمويل جزئي من مخطط التطوير المؤسسي (IDS) ، رقم المنحة UGC / IDS (R) 25/20.
.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Dicyandiamide | Sigma Aldrich | D76609 | |
| مركب البوران والأمونيا | علاء الدين | B131882-100 جم | |
| حامض الستريك ، 99٪ | Sigma Aldrich | C0759 | |
| محلول معدني كوبالت قياسي ، يمكن إرجاعه إلى SRM من شركة NIST Co (NO3< / sub>) 2< / sub> في HNO3< / sub> 0.5 مول / لتر 1000 مجم / لتر Co Certipur | Sigma Aldrich | 1.19785 | |
| الكوبالت (II) أسيتيل أسيتونات ، & ge; 99٪ | سيجما ألدريتش | 727970 | |
| حمض الهيدروكلوريك ، كاشف ACS | سيجما ألدريتش | 320331-2.5L | |
| ICP-OES | ICP-OES مع مجمع طيفي ثنائي اللون (Agilent 5110) | ||
| فرن | دثرفرن دثر هجين عالي الأداء ، الغرفة: (360 × 250 × 320) مم ، الخارجي: (610 × 545 × 500) مم ، الطاقة (3100 واط) فولكان 3-1750) | ||
| حمض النيتريك ، بوريس. سنويا ، 65.0-67.0٪ | سيجما ألدريتش | 84378 | |
| حمض الكبريتيك ، كاشف ACS 95-98٪ | سيجما ألدريتش | 258105 | |
| فرن | OTF-1200X بحجم أنبوب 60 مم قطر خارجي (Hefei Kejing) | ||
| حمام بالموجات فوق الصوتية | 10L رقمي أحادي التردد 40 كيلو هرتز منظف بالموجات فوق الصوتية (Biobase) |
المراجع
- Di Ilio, G., Di Giorgio, P., Tribioli, L., Bella, G., Jannelli, E. Preliminary design of a fuel cell/battery hybrid powertrain for a heavy-duty yard truck for port logistics. Energy Conversion and Management. , 243(2021).
- Imdahl, C., et al.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
