Login processing...

Journal / Chemistry /

JoVE Journal
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.

JoVE Journal Chemistry

Syntese av metall nanopartikler støttet på karbon nanorør med dopet Co og N atomer og dets katalytiske applikasjoner i hydrogenproduksjon

Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks

Journal (Chemistry)

Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Journal (Chemistry)

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Click here for the English version

Syntese av metall nanopartikler støttet på karbon nanorør med dopet Co og N atomer og dets katalytiske applikasjoner i hydrogenproduksjon

Article DOI: 10.3791/62965-v • 08:40 min

December 6th, 2021 •

Pui-Ching Poon*¹, Ka-Man Lee*¹, Yuanhao Wang², William Wai Yan Lam¹, Peter Shu-Wai Leung¹, Xiao-Ying Lu¹, Weiqun Li³, B. Layla Mehdi³, Yang Lu⁴, Chi-Wing Tsang¹, Eugene Yin Cheung Wong²

¹Faculty of Science and Technology, Technological and Higher Education Institute of Hong Kong (THEi), ²Department of Supply Chain and Information Management, The Hang Seng University of Hong Kong, ³Department of Mechanical, Materials and Aerospace Engineering, University of Liverpool, ⁴Laboratory of Building Environment and New Energy Resources, School of Civil Engineering, Faculty of Infrastructure Engineering, Dalian University of Technology

* These authors contributed equally

Chapters

Summary
Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

December 6th, 2021

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Her presenterer vi en protokoll for å syntetisere Co nanopartikler støttet på karbonnanorør med Co- og N-dopants for hydrogenproduksjoner.

Transcript

Denne protokollen handler om å utvikle lave kostnader og svært effektiv katalysator med pålitelig ytelse og langvarig stabilitet. Den utviklede katalysatoren kan brukes til fornybar energiproduksjon og kan til og med løse problemet med energikrise. Fordelen med denne studien er å konstruere både partikkel og atomisk dispergerte metallatomer på samme katalysatorstøtter, som kan utføre synergistisk for visse typer katalysatoriske reaksjoner.

Ved å utforske potensialet for fornybar energi for kjøretøy for å møte fremtidige regulatoriske og bærekraftige behov, har den raske utviklingen av hydrogenbrenselceller og kjøretøy, samt andre relaterte felt, effektivt fremmet utviklingen av hydrogenenergiteknologi. Så målet med denne forskningen er å utvikle en ny hydrogendrevet brenselcelleprototype ved hjelp av faste hydrogenlagringsmaterialer for fornybar energi som skal brukes i ulike sektorer som transport, logistikk, etc. Begynn med å veie 280 gram diacid og diamid i et 800 milliliter beger.

Legg deretter begeret i en muffelovn og øk temperaturen sakte fra romtemperatur til 350 grader Celsius for rampen på fem grader per minutt. Hold temperaturen på 350 grader Celsius i to timer. Avkjøl deretter ovnen ved naturlig avkjøling.

Mal de oppnådde hvite faste stoffene til fint pulver som karbonnitridmaterialene i melemform. Begynn med å blande og male 10 gram karbonnitrid i melemform med 0,218 gram kobolt acetylacetat til den homogene fargen blir observert. Tilsett seks ml sitronsyreoppløsning i denne homogene blandingen og slip materialene videre.

Tørk materialene i en ovn ved 60 grader Celsius i seks timer. Plasser disse materialene i en firkantet smeltedigel og deretter inn i en rørformet ovn. Varm materialene med en oppvarmingshastighet på 2, 6 grader Celsius per minutt fra romtemperatur til 800 grader Celsius og legg den under en argonstrøm på 100 milliliter per minutt i to timer.

Avkjøl ovnen sakte ved naturlig avkjøling, og vei deretter ut katalysatorprøvene. Sett opp det vannfylte inverterte sylindersystemet og 0,1 molar svovelsyrevaskemiddel. Koble shlenkkolben med vaskeløsningen og den vannfylte inverterte sylinderen.

Plasser 0,04 gram av katalysatoren i schlenkkolben og sonikere løsningen ved 40 kilohertz i et ultralydbad i seks minutter. Forbered deg deretter på å tilsette 0, 04 gram ammoniakkboran til 0, 948 ml vann og injiser en milliliter av løsningen i reaktoren for å starte hydrolysereaksjonen. Overvåk fallet i vannstanden mens reaksjonen fortsetter, og registrer produksjonsvolumet nøye på angitte tidspunkter.

Plott en graf over volumet av hydrogenproduksjon versus tid i minutter. Plasser 0, 04 gram katalysatoren og 10 ml vann i sclenk-kolben og senk den ned i vannbadet ved 40 grader Celsius. Sonicate løsningen ved 40 kilohertz i et ultralydbad i seks minutter, injiser en milliliter ammoniakkboranoppløsning til reaktoren for å starte hydrolysereaksjonen, og registrer deretter tiden for fullføring av hydrogenfrigivelsen.

Injiser en milliliter ammoniakkboranoppløsning til reaktoren for å starte hydrolysereaksjonen, og registrer deretter tiden for ferdigstillelse av hydrogenfrigivelsen. Filtrer av katalysatoren ved å vaske den tre ganger med fem ml vann. Kjør deretter katalysatoren i en 60 grader Celsius ovn i tre timer.

Plasser katalysatoren i 10 ml vann og sonikere løsningen ved 40 kilohertz i et ultralydbad. Gjenta disse trinnene i 10 sykluser. Plott deretter en graf over hydrogenproduksjonsvolum versus sykluser.

Senk sclenk-kolben som inneholder katalysatoren og 0,5 molar svovelsyre i oljebadet. Rør reaksjonen i to timer, og filtrer deretter av det faste stoffet ved hjelp av en buchnertrakt. Vask det faste stoffet tre ganger med 10 ml avionisert vann hver gang.

Fortynn det oppnådde sigevannet ytterligere til 250 milliliter i en 250 milliliter volumetrisk kolbe og samle metallnanopartikkelen utvasket faste stoffer ved tørking ved 60 grader Celsius i en ovn. Det sterke og skarpe røntgenbrytningsstykket av metallisk kobolt indikerer en veldefinert krystallinsk struktur, som forblir uendret etter resirkulering. Mens de strukturelle feilene ble studert ved hjelp av Raman-spektroskopi.

XPS-spekteret viste tilstedeværelsen av hvert element deres binding og hybridisering av karbonatomer under dannelsen av karbonnanorørstrukturene. Absorpsjonsdesorpsjonsisotermen viste et spesifikt overflateareal på 42,02 meter kvadrat per gram og gjennomsnittlig porestørrelsesfordeling på 3,6 nanometer. SEM- og HRTEM-bildene avbildet den fem mikrometer rørformede strukturen av kobolt nanopartikler som følge av katalyserende vekst av nanofiber sammen med deres EDS-kartlegging.

Krystallet i strukturen av koboltnanopartikkelen ble preget av valgt område elektronbrytning. Hoveddelen av karbonnanofiberen ble pakket inn av noen få lag karbon av forskjellige retninger og brytningsringer. Det totale metallinnholdet bestemt av ICP-OES ble funnet å være 25,1% vekt med 9,7% vekt av kobolt nanopartikler og 15,4% vekt av koboltdopinger på karbonnanorørene.

Katalysatorens katalytiske ytelse ble studert, og det ble funnet at inntil 10. gang ammoniakkboranutgaven var det ingen åpenbar nedgang i katalytisk ytelse. Reaksjonsloven ble også studert og aktiveringsenergien ble bestemt til å være 42,8 kilojoule per mol. Unngå overbelastning av den rørformede ovnen med katalysatorforløpere, siden for mange nedbrytningsprodukter kan blokkere røret.

Pass på at faststoffblandingen er godt blandet. Høyenergiutstyr som fresing kan brukes til å lette en blanding. Disse katalysatorene kan brukes i andre typer organiske transformasjonsreaksjoner og aktivering av små molekyler som hydrogenbeskyttelse mot å danne syre, kryssreaksjon og organisk syntese.

X

Simple Hit Counter