閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
今日要聞

固體所在液相激光輻照制備硫 研究方面取得進(jìn)展

星之球科技 來(lái)源:智慧光2019-06-17 我要評(píng)論(0 )   

近期,中科院固體所液相激光加工與制備實(shí)驗(yàn)室在液相激光輻照制備硫、氮共摻碳納米管負(fù)載氧化鎳電催化劑(NiO/S,N-CNTs)研究

近期,中科院固體所液相激光加工與制備實(shí)驗(yàn)室在液相激光輻照制備硫、氮共摻碳納米管負(fù)載氧化鎳電催化劑(NiO/S,N-CNTs)研究方面取得進(jìn)展,并對(duì)其甲醇氧化電催化性能進(jìn)行了探究。

甲醇是一種重要的能量載體,常溫常壓條件下為液態(tài),具有運(yùn)輸和存儲(chǔ)方便、燃燒效率高、潔凈環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展以甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料的直接甲醇燃料電池(PEMFC),是繼水力、火力、原子能發(fā)電方式之后的“第四種發(fā)電方式”,也是解決環(huán)境與能源危機(jī)的有效途徑之一。

當(dāng)前,電化學(xué)催化甲醇氧化主要采用鉑基貴金屬納米材料作為催化劑,催化劑的制備成本高昂。因此開(kāi)發(fā)廉價(jià)的非貴金屬基甲醇氧化催化劑,解決其催化活性低和穩(wěn)定性差的普遍性難題,對(duì)推動(dòng)PEMFC研究的發(fā)展具有重要的研究?jī)r(jià)值和科學(xué)意義。

近年來(lái),研究人員在基于納米材料結(jié)構(gòu)與缺陷工程來(lái)提高PEMFC催化活性方面開(kāi)展了大量富有成效的研究工作,均極大地提高了非貴金屬基催化劑的甲醇氧化催化活性。然而,在甲醇氧化反應(yīng)中,面對(duì)苛刻的電解液環(huán)境,高活性納米催化劑材料很容易因?yàn)榘l(fā)生表面結(jié)構(gòu)重構(gòu)、聚集生長(zhǎng)或者中間態(tài)物種吸附而導(dǎo)致失活。因此,兼顧甲醇氧化催化劑的催化活性和穩(wěn)定性是十分必要的。
基于此,固體所液相激光加工與制備實(shí)驗(yàn)室從催化劑載體設(shè)計(jì)的角度出發(fā),提出以S、N元素?fù)诫s碳納米管為支撐載體,錨定小尺寸NiO納米顆粒,以提升其甲醇氧化催化活性和穩(wěn)定性。

研究人員通過(guò)液相環(huán)境下脈沖激光輻照的方法制備高濃度S、N元素?fù)诫s的NiO納米顆粒原位負(fù)載碳納米管(NiO/S,N-CNTs)。在激光輻照過(guò)程中,S、N元素的摻雜能夠?yàn)镹iO的成核生長(zhǎng)提供更多的附著位點(diǎn),加速了激光誘導(dǎo)碳納米管表面局域高溫區(qū)域Ni2+離子反應(yīng)前驅(qū)體的消耗速度,降低了負(fù)載NiO納米顆粒的尺寸;此外,由于S、N元素的摻雜,碳納米管對(duì)NiO納米顆粒的錨定作用得到顯著增強(qiáng),使得兩者間的接觸電阻減小,促進(jìn)了界面電子傳輸,對(duì)其電化學(xué)活性有提升作用。堿性條件下的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,NiO/S,N-CNTs具有良好的甲醇氧化催化性能,其初始甲醇氧化質(zhì)量比活性為2200mA/mg。連續(xù)測(cè)試40000秒后,其質(zhì)量比活性保持率為65.8%,展現(xiàn)了良好的循環(huán)穩(wěn)定性,甲醇飽和濃度可提升至13M。

該研究工作為基于液相激光制備與加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳納米管摻雜,開(kāi)發(fā)低成本、高效的非貴金屬基甲醇氧化催化劑提供了新的思路。相關(guān)結(jié)果以全文的形式發(fā)表在Carbon雜志上。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

激光激光輻照激光技術(shù)
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來(lái)源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來(lái)源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書(shū)面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0相關(guān)評(píng)論
精彩導(dǎo)讀