Name: Síntesis de nanocables de platino y níquel y optimización de rendimiento de reducción de oxígeno (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 2 s
Description: Aprende a sintetizar nanocables de platino-níquel para mejorar la reacción de reducción de oxígeno en celdas de combustible. Este método reduce el uso de platino manteniendo alta eficiencia catalítica.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Ayuda financiera fue proporcionada por el Departamento de energía de Estados Unidos, oficina de eficiencia energética y energía renovable bajo contrato número AC36-DE-08GO28308 a NREL.

1. síntesis de nanoalambres de Pt-Ni
<ol><li>Para iniciar el proceso de desplazamiento, suspender la plantilla de nanocable de níquel en el agua y calentar a 90 ° C.<ol>
<li>Agregar 40 mg de comercialmente disponible, níquel nanohilos a 20 mL de agua desionizada en un tubo de centrífuga de 50 mL. Someter a ultrasonidos lo durante 5 minutos. Nota: Los nanohilos son aproximadamente 150-250 nm de diámetro y 100-200 μm de longitud.</li>
		<li>Transferencia de los nanohilos suspendidos a un vaso de 250 mL redondo matraz de fondo y agregar 60 mL de agua desionizada. Calentar el matraz a 90 ° C en baño de aceite mineral. Revuelva la mezcla de reacción a 500 rpm con una paleta de politetrafluoetileno conectada a un cristal del eje y agitador eléctrico.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Forman los nanohilos Pt Ni al espontáneo desplazamiento galvánico.<ol>
<li>Añadir 8,1 mg de potasio tetrachloroplatinate a 15 mL de agua desionizada. Añadir la solución a una jeringa de 20 mL con aproximadamente 8 cm de la tubería basado en poliuretano 0,318 cm conectado a la punta. Coloque la jeringa en una bomba de jeringa automática y ajustar la velocidad de 1 mL/min.</li>
		<li>Arranque la bomba de jeringa y la bomba agregar la solución al matraz de fondo redondo sobre 15 minutos calor el matraz a 90 ° C por 2 h.</li>
		<li>Centrifugue la solución a 2.500 x g durante 15 min y vierta el sobrenadante en un flujo de residuos. Resuspender la sonicación de baño solidswith (aproximadamente 10 s) utilizando solución fresca (agua o 2-propanol, tal como se especifica). Centrifugue la solución otra vez y eliminar el sobrenadante. Repita el proceso de lavado tres veces con agua desionizada y luego con 2-propanol.</li>
		<li>Seque los nanohilos de Pt-Ni a 40 ° C en una estufa de vacío durante la noche (aproximadamente 16 h).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Verifique la composición con espectrometría de masa de Plasma acoplada inductivamente (ICP-MS).
Nota: La composición del catalizador debe ser 7,3 ± 0.3% en peso Pt.
<ol><li>Resumen 1 mg de muestra en 10 mL de agua regia a temperatura ambiente durante la noche.</li>
	<li>Diluir a concentraciones de 200, 20 y 2 ppb, con un juego de matriz de las diluciones a 1.5% de clorhídrico y 0.5% de ácido nítrico.<ol>
<li>Añadir 20 μl del digestato en 9,98 mL de solución madre (clorhídrico 1,5%, ácido nítrico 0,5%) para 200 ppb; 2 μl del digestato en 10,00 mL de la solución madre (clorhídrico 1,5%, ácido nítrico 0,5%) de 20 ppb; y 0.2 μl del digestato en 10,00 mL de la solución madre (clorhídrico 1,5%, ácido nítrico 0,5%) de 2 ppb. Filtrar las diluciones con un filtro de base de politetrafluoroetileno de 0,4 μm.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. la síntesis proceso de los nanohilos de Pt-Ni por recocido y lixiviación ácida.
<ol><li>Hidrógeno recuecen los nanohilos de Pt-Ni sintetizado.</li>
	<li>Añadir la muestra de nanocable todo a un horno tubular. Aplicar vacío al tubo durante la noche. Nota: desde gas flujo (hidrógeno, oxígeno) fue utilizado a elevada temperatura en el horno tubular, consideraciones de seguridad se requiere. Las conexiones de tubo gas fueron construidas para asegurar que el aparato podía manejar vacío y 500 Torr de presión durante la operación. Fue ventilada la salida del tubo de escape, y el horno entero fue colocado en un gabinete ventilado a una línea de escape.<ol>
<li>Alimentar un bajo caudal de hidrógeno en el tubo con 500 Torr de presión.</li>
		<li>Calentar la muestra a 250 ° C por 2 h, utilizando una tasa de rampa de 10 ° C/min.</li>
		<li>Permita que la muestra se enfríe a temperatura ambiente naturalmente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Leach ácido hidrógeno había recocido nanohilos Pt-Ni.<ol>
<li>Agregar 25 mg de los nanohilos a 20 mL de agua desionizada y baño lo someter a ultrasonidos. Transferencia de los nanohilos suspendidos a un 100 mL redondo matraz de fondo.</li>
		<li>Añadir temperatura ambiente diluido Ácido nítrico en el matraz (25 mL de ácido nítrico de 0,2 M a 25 mL de agua/nanocable suspensión), para traer el contenido del matraz de 50 mL de ácido nítrico de 0,1 M y agitar el frasco para asegurar una concentración uniforme. Añadir ácido nítrico a la vez.</li>
		<li>Conectar el matraz a una línea de Schlenk. Girar en el vacío durante 10 minutos y luego cerrar el vacío. Lentamente agregar nitrógeno en la línea y la cubeta proceder a temperatura ambiente por 2 h., retire el matraz de la línea de Schlenk y lavar los productos tal como se describe en el paso 1.2.3.</li>
		<li>Compruebe la composición con ICP-MS, que debe ser ± 15.2 0.3% en peso Pt.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Oxígeno recuecen los nanohilos de Pt-Ni lixiviados ácidos.<ol>
<li>Añadir los nanohilos a un horno tubular disponible en el mercado. Aplicar vacío al tubo durante la noche.</li>
		<li>Alimentar un flujo bajo de oxígeno en el tubo con 500 Torr de presión.</li>
		<li>Calentar la muestra a 175 ° C por 2 h, utilizando una tasa de rampa de 10 ° C/min.</li>
		<li>Permita que la muestra se enfríe a temperatura ambiente naturalmente.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. electroquímicamente caracterizan los nanohilos en rotación disco electrodo (RDE) Half-Cells8
<ol><li>Aplique los electrodos de trabajo de carbón vidrioso.<ol>
<li>Añadir el catalizador, que contiene 73 μg de Pt, a 7,6 mL de agua desionizada en un vial de centelleo de 20 mL y luego añadir 2,4 mL de 2-propanol. El contenido del frasco se denomina posteriormente la tinta. Hielo la tinta durante 5 minutos y luego añadir 10 μl de un ionómero disponible comercialmente. Nota: para el como sintetizados y recocido de hidrógeno catalizador, 1 mg (peso 7,3% Pt) debe ser utilizado. Lixiviado ácido y oxígeno recocido catalizador, 480 μg (15,2% en peso Pt) debe usarse.</li>
		<li>Someter a ultrasonidos la tinta en el hielo, 30 s por horn seguido por 20 minutos de baño y 30 s por horn. Añadir 7,5 mL de la tinta a 0,5 mg de nanofibras de carbón grafitado.</li>
		<li>Someter a ultrasonidos la tinta en el hielo, 30 s por horn seguido por 20 minutos de baño y 30 s por horn. Pipetear 10 μl de tinta sobre un electrodo de trabajo de carbón vidrioso (5 mm de diámetro externo), con el electrodo invertido rotación a 100 rpm. Después de haber efectuado la tinta, aumentar la rotación a 700 rpm.</li>
		<li>Someter a ultrasonidos la tinta otra vez (cuerno s 30, baño de 20 min, 30 s cuerno) mientras que el electrodo se vaya secando y pipetear una tinta adicional (10 μl) en el electrodo. Continuar con el proceso de recubrimiento para aumentar la carga a 1,9 μg cmelec-2, gotas de 5 10 μl de tinta.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Montar la estación de prueba RDE.<ol>
<li>Remoje la cristalería durante la noche en ácido sulfúrico concentrado. Entonces, empape la cristalería durante la noche en un sustituto disponible en el mercado de ácido crómico. Hervir ocho veces en agua desionizada. Montar la cristalería, conectando el trabajo, contador y los electrodos de referencia a la celda de prueba principal. Nota: El half-cells RDE utilizan una configuración de tres electrodos. Los electrodos de trabajo y contador fueron carbón vidrioso y malla de Pt, respectivamente. El electrodo de referencia es un electrodo de hidrógeno reversible (RHE), un Pt contenida en un grifo de vidrio con electrolito de ácido perclórico de 0.1 M de alambre.</li>
		<li>Llene la semipila RDE con el ácido perclórico de 0.1 M. Conectar el electrodo de trabajo a un controlador de velocidad modulada disponible comercialmente y sumerja la punta del electrodo de trabajo.</li>
		<li>Tomar medidas electroquímicas con un potenciostato comercialmente disponible. Purgar el electrolito con nitrógeno durante 7 minutos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tomar superficies electroquímicas.<ol>
<li>Parámetros de entrada en un archivo automatizado de voltametría cíclica suministrado por el fabricante del potenciostato. Establecer al número de ciclo a 50, la frecuencia de barrido 100 mV s-1, el potencial menor de 0.025 V y el potencial superior de 1.4 V. ejecutar el archivo de voltametría cíclica y deseche el electrolito. Rellenar con el ácido perclórico de 0.1 M y purga con monóxido de carbono.</li>
		<li>Parámetros de entrada en un potencial automatizado mantenga archivo suministrado por el fabricante del potenciostato. Establecer el potencial 0.1 V y el tiempo a 20 minutos y empezar a girar el electrodo de trabajo a 2.500 rpm. Ejecute el archivo de retención potencial: para los primeros 10 minutos del programa, purgar el monóxido de carbono; para el minuto 10 segundo del programa, purga de nitrógeno. Durante los últimos 30 s de la bodega, apague la rotación y coloque el grifo a manta el electrolito.</li>
		<li>Parámetros de entrada en un archivo automatizado de voltametría cíclica suministrado por el fabricante del potenciostato. Establecer al número de ciclo 3, la frecuencia de barrido a 20 mV s-1, el potencial inicio de 0.1 V, el potencial menor de 0.025 V y el potencial superior a 1.2 V. ejecutar el archivo de voltametría cíclica.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tomar oxígeno curvas de polarización de reducción.<ol>
<li>Purgar el electrolito con oxígeno durante al menos 7 min con el electrodo de trabajo gira a 2.500 rpm.</li>
		<li>Ajuste la purga de oxígeno a manta el electrolito y disminuir la rotación del electrodo de trabajo a 1.600 rpm.</li>
		<li>Parámetros de entrada en un archivo de voltametría de barrido lineal automatizado suministrado por el fabricante del potenciostato. Establecer al número de ciclo a 10, la frecuencia de barrido a 20 mV s-1, el comienzo potencial de -0,1 V y el potencial final de 1.05 V. ejecutar el archivo de voltametría de barrido lineal. Deseche el electrolito.</li>
		<li>Rellenar con el ácido perclórico de 0.1 M y purga con oxígeno durante al menos 7 min volver a ejecutar el archivo de voltametría de barrido lineal utilizado en el paso 4.4.3.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ejecutar pruebas de durabilidad.<ol>
<li>Purgar el electrolito con nitrógeno mientras gira el electrodo de trabajo a 2.500 rpm. Ajuste la purga de nitrógeno a manta el electrolito y detener la rotación del electrodo de trabajo.</li>
		<li>Parámetros de entrada en un archivo automatizado de voltametría cíclica suministrado por el fabricante del potenciostato. Establecer al número de ciclo a 30.000, la frecuencia de barrido a 500 mV s-1, el potencial menor de 0,6 V y el potencial superior a 1.0 V. ejecutar el archivo de voltametría cíclica.</li>
		<li>Después de durabilidad, tomar electroquímicas superficies y curvas de polarización de reducción de oxígeno utilizando los protocolos suministrados en los pasos 4.3 y 4.4.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Papageorgopoulos, D. U.S. Department of Energy. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/fc000_papageorgopoulos_2014_o.pdf">http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/fc000_papageorgopoulos_2014_o.pdf</a> (2014).</li>
<li>Bregoli, L. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0013468678850257">Influence of Platinum Crystallite Size on Electrochemical Reduction of Oxygen in Phosphoric-Acid.</a> Electrochim. Acta. 23 (6), 489-492 (1978).</li>
<li>Debe, M. U.S. Department of Energy. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review09/fc_17_debe.pdf">http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review09/fc_17_debe.pdf</a> (2009).</li>
<li>Debe, M. K., Parsonage, E. E. Nanostructured electrode membranes. US patent. , (1994).</li>
<li>Papandrew, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://jes.ecsdl.org/content/160/8/F848.abstract">Oxygen Reduction Activity of Vapor-Grown Platinum Nanotubes.</a> ECS Trans. 50 (2), 1397-1403 (2013).</li>
<li>Alia, S. M., Yan, Y. S., Pivovar, B. S. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/cy/c4cy00736k/unauth#!divAbstract">Galvanic displacement as a route to highly active and durable extended surface electrocatalysts.</a> Cat. Sci. Tech. 4 (10), 3589-3600 (2014).</li>
<li>Alia, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cs401081w">Platinum-Coated Nickel Nanowires as Oxygen-Reducing Electrocatalysts.</a> ACS Cat. 4 (4), 1114-1119 (2014).</li>
<li>Alia, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsomega.7b00054">Exceptional Oxygen Reduction Reaction Activity and Durability of Platinum-Nickel Nanowires through Synthesis and Post-Treatment Optimization.</a> ACS Omega. 2 (4), 1408-1418 (2017).</li>
<li>Norskov, J., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp047349j">Origin of the Overpotential for Oxygen Reduction at a Fuel-Cell Cathode.</a> J. Phys. Chem. B. 108 (46), 17886-17892 (2004).</li>
<li>Sha, Y., Yu, T. H., Merinov, B. V., Shirvanian, P., Goddard, W. A. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp303966u">Mechanism for Oxygen Reduction Reaction on Pt3Ni Alloy Fuel Cell Cathode.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (40), 21334-21342 (2012).</li>
<li>Paulus, U. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468602003493">Oxygen reduction on high surface area Pt-based alloy catalysts in comparison to well defined smooth bulk alloy electrodes.</a> Electrochim. Acta. 47 (22-23), 3787-3798 (2002).</li>
<li>Stamenkovic, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changing+the+activity+of+electrocatalysts+for+oxygen+reduction+by+tuning+the+surface+electronic+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem%22%5BJournal%5D)">Changing the activity of electrocatalysts for oxygen reduction by tuning the surface electronic structure.</a> Angew. Chem. 118 (18), 2963-2967 (2006).</li>
<li>Cui, C., Gan, L., Heggen, M., Rudi, S., Strasser, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compositional+segregation+in+shaped+Pt+alloy+nanoparticles+and+their+structural+behaviour+during+electrocatalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Compositional segregation in shaped Pt alloy nanoparticles and their structural behaviour during electrocatalysis.</a> Nat Mater. 12 (8), 765-771 (2013).</li>
<li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Crystalline+Multimetallic+Nanoframes+with+Three-Dimensional+Electrocatalytic+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Highly Crystalline Multimetallic Nanoframes with Three-Dimensional Electrocatalytic Surfaces.</a> Science. 343 (6177), 1339-1343 (2014).</li>
<li>Alia, S., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201001035/abstract">Porous Platinum Nanotubes for Oxygen Reduction and Methanol Oxidation Reactions.</a> Adv. Funct. Mater. 20 (21), 3742-3746 (2010).</li>
<li>Alia, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cs300664g">Platinum Coated Copper Nanowires and Platinum Nanotubes as Oxygen Reduction Electrocatalysts.</a> ACS Cat. 3 (3), 358-362 (2013).</li>
<li>Alia, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cs500370q">Platinum-Coated Cobalt Nanowires as Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysts.</a> ACS Cat. 4 (8), 2680-2686 (2014).</li>
<li>Alia, S. M., Duong, K., Liu, T., Jensen, K., Yan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Palladium+and+Gold+Nanotubes+as+Oxygen+Reduction+Reaction+and+Alcohol+Oxidation+Reaction+Catalysts+in+Base%5BTitle%5D)+AND+%22ChemSusChem%22%5BJournal%5D)">Palladium and Gold Nanotubes as Oxygen Reduction Reaction and Alcohol Oxidation Reaction Catalysts in Base.</a> ChemSusChem. , (2014).</li>
<li>Xu, H. U.S. Department of Energy. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/pd103_xu_2014_o.pdf">http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/pd103_xu_2014_o.pdf</a> (2014).</li>
<li>Xu, H. U.S. Department of Energy. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review15/pd103_xu_2015_o.pdf">http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review15/pd103_xu_2015_o.pdf</a> (2015).</li>
<li>Alia, S. M., Pylypenko, S., Neyerlin, K. C., Kocha, S. S., Pivovar, B. S. <a target="_blank" href="http://jes.ecsdl.org/content/162/12/F1299.full">Platinum Nickel Nanowires as Methanol Oxidation Electrocatalysts.</a> J. Electrochem. Soc. 162 (12), 1299-1304 (2015).</li>
<li>Alia, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://jes.ecsdl.org/content/163/3/F296.full">Oxidation of Platinum Nickel Nanowires to Improve Durability of Oxygen-Reducing Electrocatalysts.</a> J. Electrochem. Soc. 163 (3), 296-301 (2016).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Estos protocolos se han utilizado para producir electrocatalizadores de superficie extendida con superficies altas y actividades específicas en la reducción de oxígeno reacción8. Depositando en plantillas nanoestructurados Pt los nanohilos evitar sitios coordinados bajo y minimizan los efectos de tamaño de partículas, produciendo más de 12 veces mayores que el apoyo de carbono nanopartículas de Pt de actividades específicas. Usando el desplazamiento galvánico como el enfoque de síntesis también pr...

Pilas de combustible de membrana de intercambio de protones están parcialmente limitadas por la cantidad y el coste del platino en la capa de catalizador, que puede explicar por medio de la pila de combustible cuesta1. En celdas de combustible, nanomateriales se desarrollan típicamente como catalizadores de reducción de oxígeno, ya que la reacción es cinéticamente más lenta que la oxidación de hidrógeno. Basadas en carbono nanopartículas de Pt se utilizan a menudo como electrocatalizadores de reducción de oxígeno debido a su alta área superficial; sin embargo, tienen actividad selectiva específica y son propensos a las pérdidas de la durabilidad.
Películas delgadas extendidas ofrecen beneficios potenciales a nanopartículas abordando estas limitaciones. Extendida Pt superficies normalmente producen actividades específicas en un orden de magnitud mayor que las nanopartículas, limitando las facetas menos activas y efectos de tamaño de partículas y ha demostrado ser durable bajo potencial ciclismo2,3 , 4. actividades de masa alto se han logrado en electrocatalizadores de superficie extendida, mejoras se han hecho principalmente a través de aumentos en la actividad específica y el tipo de catalizador se ha limitado a Pt con una baja superficie (10 m2 g Pinta -1) 3 , 4 , 5.
Espontáneo desplazamiento galvánico combina los aspectos de la corrosión y electrodeposición6. El proceso se rige generalmente por los potenciales redox estándar de los dos metales, y la deposición ocurre típicamente cuando el metal es más reactivo que la plantilla. El desplazamiento tiende a producir nanoestructuras que coinciden con la morfología de la plantilla. Aplicando esta técnica a nanoestructuras extendido, se pueden formar catalizadores de Pt que se aprovechan de la actividad de reducción de oxígeno específico de películas delgadas extendidas. A través de desplazamientos parciales, pequeñas cantidades de Pt se han depositado y han producido materiales con superficies alta (> 90 m2 gPt-1)7,8.
Estos protocolos incluyen hidrógeno recocido para zonas de Pt y Ni la mezcla y mejorar la actividad de reducción de oxígeno. Un número de estudios ha establecido teóricamente el mecanismo y confirmada experimentalmente un efecto de aleación Pt reducción de oxígeno. Modelado y correlacionar enlace OH Pt y Pt-O a la actividad de reducción de oxígeno sugieren que pueden introducirse mejoras de Pt a través del enrejado de la compresión9,10. Pt de aleación con metales de transición más pequeños ha confirmado este beneficio, y Pt-Ni se ha investigado en un número de formas, incluyendo policristalino, electrodos tallados, nanopartículas y nanoestructuras11,12, 13,14.
Desplazamiento galvánico se ha utilizado en el desarrollo de catalizador de reducción de oxígeno Pt con una variedad de otras plantillas, como plata, cobre y cobalto nanoestructuras15,16,17. La técnica de síntesis también se ha utilizado en la deposición de otros metales y ha producido electrocatalizadores para celdas de combustible, electrolizadores y la oxidación electroquímica de alcoholes18,19,20, 21. También se pueden adaptar protocolos similares para la síntesis de nanomateriales con una amplia gama de aplicaciones de la electroquímicas.

<table><tbody><tr><td>Nanohilos de níquel</td><td>Plasmachem GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matraz de fondo redondo de 250</td><td>mL Ace Glass Placa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>calefactora</td><td>VWR International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aceite mineral</td><td>VWR International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tetracloroplatinato de potasio</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bomba de jeringa</td><td>New Era Sistemas de bombeo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rotor</td><td>Arrow Engineering</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Paleta de teflón</td><td>Ace Glass</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eje de vidrio</td><td>Ace Glass</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Horno tubular de bisagra dividida</td><td>Lindberg</td><td></td><td>Línea</td></tr><tr><td>Schlenk</td> personalizada en la empresa <td>Condensadores de vidrio</td><td></td><td></td>Ace</tr><tr><td></td><td>VWR International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ácido nítrico</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-propanol</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ionómero Nafion (5 % en peso)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electrodo de trabajo de carbono vítreo</td><td>Pine Instrument Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cristalería RDE</td><td>Vidrio de precisión Soplado</td><td></td><td>de vidrio interno personalizado</td></tr><tr><td></td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td>Malla de</td></tr><tr><td>platino</td> personalizada interna, <td>Alfa Aesar,</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MSR Rotator</td> interno personalizado, <td>Pine Instrument Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>, Potenciostat</td><td>Metrohm Autolab</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

síntesis de nanocables de platino y níquel y optimización de rendimiento de reducción de oxígeno

Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance

Nanocables de níquel Platinum (Pt-Ni) se desarrollaron como electrocatalizadores de pila de combustible y fueron optimizados para el rendimiento y la durabilidad en la reacción de reducción de oxígeno. Desplazamiento galvánico espontánea fue utilizado para depositar capas de Pt en sustratos, Ni nanocable. El enfoque de síntesis produce catalizadores con actividades específicas de alto y altas áreas superficiales de Pt. Recocido de hidrógeno mejora Pt y Ni actividad de mezcla y específica. Lixiviación ácida fue utilizado para quitar preferencial Ni cerca de la superficie de nanocable, y recocido de oxígeno se utilizó para estabilizar Ni cerca de la superficie, mejorando la durabilidad y minimizar disolución Ni. Estos protocolos de detalle la optimización de cada paso de proceso de la síntesis, incluyendo hidrógeno recocido a 250 ° C, la exposición a ácido nítrico de 0,1 M y oxígeno recocido a 175 ° C. A través de estos pasos, nanohilos de Pt-Ni producen actividades aumento más de un orden de magnitud que las nanopartículas de Pt, al tiempo que ofrece mejoras significativas de la durabilidad. Los protocolos actuales se basan en sistemas de Pt-Ni en el desarrollo de catalizadores de célula de combustible. Estas técnicas también se han utilizado para una variedad de combinaciones de metal y pueden ser aplicadas para el desarrollo de catalizadores para un número de procesos electroquímicos.

Espontáneo desplazamiento galvánico de nanohilos Ni con fisioterapia, utilizando la cantidad especificada, produce nanocables Pt-Ni que eran de 7,3% en peso Pt (figura 1 y figura 2A). Se requiera alguna modificación a la cantidad de precursor de Pt para alcanzar el Pt óptimo de carga. Desplazamiento de PT es sensible al espesor de la superficie Ni capa de óxido, que puede variar basado en plantilla edad (exposici...

El protocolo describe la síntesis y el ensayo electroquímico de nanocables de platino y níquel. Se sintetizaron nanohilos por el desplazamiento galvánico de una plantilla de nanocable de níquel. Procesamiento posterior síntesis, incluyendo hidrógeno recocido, lixiviación ácido y oxígeno recocido utilizaron para optimizar el rendimiento de nanocable y durabilidad en la reacción de reducción de oxígeno.

Síntesis de nanocables de platino y níquel y optimización de rendimiento de reducción de oxígeno

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen ...

El objetivo general de este procedimiento es producir electrocatalizadores de superficie extendida a base de platino, que demuestren un alto nivel de rendimiento y durabilidad en la reacción de reducción de oxígeno. Este método podría ayudar a abordar problemas clave en las pilas de combustible de hidrógeno al reducir la cantidad de platino necesaria y reducir el costo de la capa de catalizador. La principal ventaja de esta técnica es que produce materiales con altas áreas superficiales electroquímicas, limitación de desgaste de los catalizadores superficiales.Comience los pasos de síntesis de nanocables con el proceso de desplazamiento. En un tubo de centrífuga de 50 mililitros, agregue 20 mililitros de agua desionizada y 40 mililitros de nanocables de níquel. Coloque la mezcla en un sonicador y sonique durante cinco minutos.Mientras tanto, prepare un baño de aceite mineral y un agitador eléctrico. Recupere los nanocables suspendidos del sonicador y transfiéralos a un matraz de vidrio de fondo redondo de 250 mililitros. Añadir al matraz, 60 mililitros de agua desionizada.Luego colóquelo en el baño mineral para calentarlo a 90 grados centígrados y agite simultáneamente a 500 RPM. E

synthesis-platinum-nickel-nanowires-optimization-for-oxygen-reduction

Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Los nanohilos de plata pueden transportar simultáneamente electrones e información óptica en forma de plasmones de superficie. Aquí se describe un procedimiento para realizar un circuito compartido de este tipo y se evalúan las limitaciones en la propagación de ambos portadores de información.

Evaluación del transporte plasmónico en nanocables de plata portadores de corriente

Se describen los procedimientos para preparar nanohilos segmentados y coaxiales mediante electrodeposición en nanoporos. Como ejemplos, se fabricaron nanocables segmentados que consisten en segmentos de Ag y ZnO, y nanocables coaxiales que consisten en una capa de TiO2 y un núcleo de Ag. Los nanocables se utilizaron en experimentos fotocatalíticos de formación de hidrógeno.

Preparación y uso de fotocatalíticamente activo segmentado Ag | ZnO y coaxial de TiO<sub&gt; 2</sub&gt; AG-nanocables hechos por electrodeposición con plantilla

Se presenta un protocolo para la síntesis de esponjoso como una doblez Ni1 xNbxO nanopartículas por precipitación química.

Método de precipitación química para la síntesis de Nb2O5 modificado a granel catalizadores de níquel con alta superficie específica

Aquí, presentamos un protocolo para la síntesis y pruebas electroquímicas de átomos individuales de metal de la transición coordinan en grafeno vacantes como centros activos para la reducción selectiva de dióxido de carbono al monóxido de carbono en soluciones acuosas.

Caracterizaciones de rendimiento del Metal de la transición solo átomo catalizador electroquímico CO2 reducción y síntesis

Se presenta un método basado en la solución para sintetizar nanohilos de Au de sustrato enlazado. Templando los ligandos moleculares utilizados durante la síntesis, los nanocables de Au se pueden cultivar de varios sustratos con diferentes propiedades superficiales. Nanoestructuras basadas en nanocable au también pueden ser sintetizados mediante el ajuste de los parámetros de reacción.

Síntesis de nanocables de Au sustrato enlazado mediante un mecanismo activo crecimiento superficial

Para una síntesis continua y escalable de nanocompuestos de base de metal noble, un reactor fotocatalítico de novela se desarrolla y se describen su estructura, principios de operación y estrategias de optimización de calidad de producto.

Un Reactor fotocatalítico de flujo continuo para la deposición precisamente controlada de nanopartículas metálicas

Se presenta un método de síntesis para obtener macrotubos y macrobos a base de platino porosos con una sección transversal cuadrada a través de la reducción química de plantillas insolubles de agujas salinas.

Un método de síntesis con plantillas de sal para macrobeames y macrotubos basados en platino poroso

Aquí se presenta un protocolo para la síntesis de nanopartículas de aleación de paladio de plata (Ag-Pd) soportadas en ZrO2 (Ag-Pd/ZrO2). Este sistema permite cosechar energía a partir de irradiación de luz visible para acelerar y controlar transformaciones moleculares. Esto se ilustra mediante la reducción de nitrobenzene bajo irradiación ligera catalizada por Ag-Pd/ZrO2 NPs.

Preparación de nanopartículas de aleación silver-palladium para catálisis plásmiónica bajo iluminación de luz visible

Aquí, presentamos un protocolo para sintetizar nanopartículas de Co soportadas en nanotubos de carbono con Dopantes de Co y N para producciones de hidrógeno.

Síntesis de nanopartículas metálicas soportadas en nanotubos de carbono con átomos dopados de Co y N y sus aplicaciones catalíticas en la producción de hidrógeno

Este protocolo muestra un método conveniente para comparar las propiedades catalíticas de los catalizadores de platino soportados, sintetizados por deposición de coloides de tamaño nanométrico o por impregnación. La hidrogenación del ciclohexeno sirve como una reacción modelo para determinar la actividad catalítica de los catalizadores.

Reacciones catalíticas en nanopartículas de platino estabilizadas con aminas y libres de ligandos apoyadas en titania durante la hidrogenación de alquenos y aldehídos

Las nanoláminas de hidróxido de níquel se sintetizan mediante una reacción hidrotermal asistida por microondas. Este protocolo demuestra que la temperatura y el tiempo de reacción utilizados para la síntesis de microondas afectan el rendimiento de la reacción, la estructura cristalina y el entorno de coordinación local.

Efecto de las condiciones de síntesis de microondas en la estructura de nanoláminas de hidróxido de níquel

Aprende a sintetizar nanocables de platino-níquel para mejorar la reacción de reducción de oxígeno en celdas de combustible. Este método reduce el uso de platino manteniendo alta eficiencia catalítica.

Síntesis de nanocables de platino y níquel y optimización de rendimiento de reducción de oxígeno

Explorar más videos