多壁碳管担载MOF塑料骨架板材衍化碳基电催化反应的作用剂(圖文游戏解说)另的一种以多壁碳管为骨架担载的另的一种可靠且成本分析费用的沸石咪唑酯骨架组成的原资料的复合型物,为以后炭化和氨正确处理国家宏观调控氮含量的和不一样给予前置前驱体。利用控制碳的原资料外层的含氧官能化和MOF水热滋生经济条件,能让高载量的MOF(打比方ZIF-8, MIL-53)均匀分布滋生和扩散在碳納米管外层, 应用在电催化氧化,废气过滤和共混废气膜提取中。
碳基电催化剂具有类似葡萄串的三维结构。通过调控碳纳米管表面官能化和水热条件下与MOF前驱体比例,在多壁碳纳米管上原位生长的ZIF-8尺寸可控制在50纳米以下,且可均与控制分布在碳管外表面, 尽可能消除单独生长的ZIF。
该研究保证在前期材料结构基础上进一步调节材料比表面(739 m2/g)和氮的含量 (5.4%,其中吡啶氮2.47%),增加ORR反应活性点位。同时通过高温原位气化和弱酸清洗移除MOF结构中的锌在碳管表面负载的氮掺杂碳层引入多孔结构。以碳管为骨架形成的大孔结构也有利于氧还原过程的传质。石墨化碳管基底被用于提高MOF碳化得到的多孔碳层的稳定性和催化剂的电子传输能力。
受益于多孔碳层中高吡啶型氮含量和碳纳米管基底提供的良好化学稳定性及电子传输性能,所制备的催化剂表现出了优于贵金属铂的ORR催化活性和稳定性。在0.1摩尔氧饱和氢氧化钾溶液中,材料的半波点位为0.899V比40%碳担载铂的对比样品提高18mV。Tafel斜率为46 mV dec-1 也低于40%碳担载铂的60 mV dec-1.同时材料的电子转移数接近4,也说明得到此种构型材料的高活性。
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图1.以多壁碳管担载MOF为后驱体来镶嵌氮掺入碳基催化氧化剂的实验设计路线图

图2. (a)原位生长的ZIF-8/CNT复合物; (b, c) ZIF-8/CNT热解碳化后的微观形貌

图3.(a)得出N-ZCNT建筑材料XPS图谱; (b) XPS中N1s的氮结构类型分峰分享

图4.所有的原材料与40wt%碳担载铂在0.1MKOH中ORR崔化灵活性和平衡性的较好(a)磨砂玻璃碳(GC) - 短路电流值膜N-ZCNT(0.72mg离子液体氧化剂cm-2)和40wt%Pt / C电离子液体氧化剂(80μgPtcm-2)在1600rpm传到O2供大于求的0.1M KOH中的ORR电流值密度单位 在5mV s-1下:(b)凭借有效的电动机环盘探针动态数据的安全性能视频传输较正得到了的N-ZCNT和Pt / C的塔菲尔图(c)过氧化反应物产出率(H2O2,实线)和电子技术移动数(n,虚线)(d)在引出甲醇前一天和此后,在空气饱和点的0.1M KOH(1600rpm)中,在N-ZCNT和Pt / C工业上的0.95V的记时电流大小加载失败
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