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    活性炭载纳米镁

    来源:韩研活性炭网 作者:韩研活性炭网 2018-01-09

      活性炭载纳米镁,在此,我们介绍了一种在活性炭表面沉积纳米镁颗粒的新方法。通过在电解液中含有的悬浮活性炭的N丁基镁作为前驱体,一旦这些活性炭接触到工作电极,镁纳米颗粒就被有效地沉积在活性炭表面。通过这个过程,活性炭负载合成了小于1纳米的镁颗粒,并且发现纳米颗粒的分布受到活性炭在电解质中浓度的影响。发现这些纳米颗粒在100℃下的氢化由于较短的扩散路径和较小的镁颗粒中的较高的氢迁移率而导致从150℃开始的低温氢释放。然而,一旦氢化温度超过200℃,这些氢性能急剧下降,这可能与超小型镁颗粒的低熔点温度有关。

      在这里,我们研究了一种替代的电化学沉积方法,其中镁前体在电解质中悬浮的活性炭颗粒表面直接被还原。由于活性炭具有导电性,可以预料,每当活性炭颗粒接触工作电极时,镁前体在其表面处被还原,并且负载的镁颗粒将进一步生长。通过活性炭颗粒的官能化,这种方法不仅应该能够控制颗粒尺寸,而且能够控制沉积颗粒的位置。通过进一步调整沉积电流,也可以生长不同大小的颗粒。通过电化学还原二-对方法的潜在本研究报告? - 丁基镁在悬浮于四氢呋喃中的活性炭表面上。选择活性炭作为镁的载体,因为它们可以容易地分散在四氢呋喃中并且具有良好的导电性,以使还原的MgBu2和电极表面之间能够进行电子转移。讨论了这些活性炭负载/负载的Mg纳米颗粒的物理和氢吸附性能,并探讨了制备Mg /碳复合材料储氢的新途径。

      透射电子显微镜分析揭示,镁纳米颗粒被有效地沉积在活性炭的表面。相比于原始活性炭(图1A,B),分别镁沉积后观察到更暗的颗粒和这是由暗视场分析(图证实1C-G)。SAED分析还证实了在活性炭表面观察到的具有对应于六方镁的衍射平面的纳米颗粒的晶体性质(图1H)。用更高的量在电解液中的活性炭,用镁个别活性炭的整个覆盖也被发现降低(图1的I-L)。

      图1。(A,B)活性炭的透射电子显微镜(TEM)图像的明视野,(C)在活性炭上沉积的镁的明场和(D)暗场TEM图像,浓度为1mg毫升-1,(E,F)明场和(G)的镁的暗场TEM图像保藏在碳纳米管为2毫克ml的浓度-1,(H)中的分散体的相关联的所选区域电子衍射(SAED)图案活性炭(I)明场和(J)的Mg的暗场TEM图像保存在活性炭为5毫克ml的浓度-1 (K)明场和(L)的Mg的暗场TEM图像保存在活性炭为10mg ml的浓度-1。

      考虑到在活性炭表面观察到的镁的小粒径,由于缺乏这样的小粒子的长程有序性,所以XRD不能预期与六方晶镁有关的衍射峰。然而,Mg衍射峰的出现与微晶尺寸约26±2nm表明,较大的Mg颗粒也包含在材料内。事实上,除了在活性炭表面沉积的小的Mg颗粒之外,通过TEM也观察到尺寸为20-100nm的较大的Mg颗粒(图1E),特别是在低的活性炭浓度下。因此,通过XRD观察到的衍射峰归属于用超小型Mg修饰的活性炭内包含的大的Mg颗粒。此,因此,表明活性炭的量> 5毫克ML- 1应该被用来实现材料的与大多数Mg的更好的均匀性,在沉积在活性炭表面。

      通过电化学沉积成功合成了活性炭悬浮在电解质中的活性炭载镁复合材料,这是首次在碳材料表面有效生成超小型镁颗粒的替代方法。在100℃氢气吸收氢气后,发现复合材料从150℃释放出具有宽峰的氢气,然后在334℃下进一步释放氢气。在低温下的氢释放归因于在活性炭表面上的超小的镁颗粒,而高温氢解吸最可能对应于包含在复合材料内的较大的镁颗粒。另外,发现负载在活性炭上的镁纳米颗粒的储氢性质对温度非常敏感,一旦材料达到200℃,氢解吸就转移到更高的温度。低温氢性质的这种急剧损失归因于镁纳米颗粒的熔化以及镁在碳层内的潜在扩散。

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