Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp, đặc trưng và đánh giá điện hóa khả năng lưu trữ hydro của nitride carbon đồ họa và các nanocomposite của nó trong môi trường kiềm
Tóm tắt
Trong bài báo này, chúng tôi báo cáo về quá trình tổng hợp nitride carbon đồ họa (g-C3N4) và các nanocomposite của nó với niken đơn kim loại (Ni-g-C3N4) và zirconium-niken hai kim loại (ZrNi-g-C3N4). Các vật liệu mới với hiệu suất lưu trữ cao đang được nghiên cứu tích cực cho các ứng dụng năng lượng điện hóa. Với mục tiêu này, phương pháp điện hóa được sử dụng để đánh giá khả năng lưu trữ hydro (HSC) của các mẫu trong nghiên cứu này. Quá trình tổng hợp các mẫu được thực hiện bằng cách kết hợp các phương pháp nhiệt và thủy nhiệt. Việc đánh giá khả năng hấp thụ và lưu trữ hydro điện hóa của g-C3N4 và các nanocomposite của nó được thực hiện sau khi đặc trưng mẫu. Các kỹ thuật đặc trưng tiếp theo được áp dụng bao gồm nhiễu xạ tia X dạng bột (XRD), đo đạc isotherm hấp thụ và giải hấp thụ nito ở 77 K, phân tích trọng lượng nhiệt (TGA), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) và phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS). Các phép đo vòng voltammetry và đo điện thế theo dòng trong môi trường kiềm đã giúp tính toán HSC. Khả năng phóng điện được đo là 82 mAhg−1 cho g-C3N4, 182 mAhg−1 cho Ni-g-C3N4 và 380 mAhg−1 cho ZrNi-g-C3N4 ở mật độ dòng 1 mAg−1. Các tính chất xúc tác của các hạt nano kim loại tăng cường khả năng lưu trữ của các nanocomposite g-C3N4. Những nanocomposite này giúp lưu trữ hydro, đóng vai trò là chất mang an toàn trong các ứng dụng pin nhiên liệu.
Từ khóa
#nitride carbon đồ họa #g-C3N4 #nanocomposite #khả năng lưu trữ hydro #điện hóa #ứng dụng năng lượng điện hóaTài liệu tham khảo
D. Huang, X. Yan, M. Yan, G. Zeng, C. Zhou, J. Wan, M. Cheng, W. Xue, ACS Appl. Mater. Interfaces 10, 21035 (2018)
J. Zhu, P. Xiao, H. Li, S.A.C. Carabineiro, ACS Appl. Mater. Interfaces 6, 16449 (2014)
X. Tan, L. Kou, H.A. Tahini, S.C. Smith, Chemsuschem 8, 3626 (2015)
A. Wang, C. Wang, L. Fu, W. Wong-Ng, Y. Lan, Nano-Micro Lett. 9, 47 (2017)
A. Nasri, B. Jaleh, S. Khazalpour, M. Nasrollahzadeh, M. Shokouhimehr, Int. J. Biol. Macromol. 164, 3012 (2020)
X. Guo, Y. Wang, F. Wu, Y. Ni, S. Kokot, Microchim. Acta 183, 773 (2016)
W. Gong, J. Zou, S. Zhang, X. Zhou, J. Jiang, Electroanalysis 28, 227 (2016)
Y. Wang, Y. Wang, Y. Li, H. Shi, Y. Xu, H. Qin, X. Li, Y. Zuo, S. Kang, L. Cui, Catal. Commun. 72, 24 (2015)
M. Chegeni, Z. Mousavi, M. Soleymani, S. Dehdashtian, Diam. Relat. Mater. 101, 107621 (2020)
S. Wojtyła, K. Śpiewak, T. Baran, J. Photochem. Photobiol. A Chem. 391, 112355 (2020)
H. Li, Y. Xu, H. Sitinamaluwa, K. Wasalathilake, D. Galpaya, Chin. J. Catal. 38, 1006 (2017)
N.L. Reddy, M.V. Shankar. (2020)
A.A.S. Nair, R. Sundara, N. Anitha, Int. J. Hydrogen Energy 40, 3259 (2015)
L. Sun, Z. Shi, L. Liang, S. Wei, H. Wang, D. Dastan, K. Sun, R. Fan, J. Mater. Chem. C 8, 10257 (2020)
H.J. Lin, H.W. Li, H. Shao, Y. Lu, K. Asano, Mater. Today Energy 17, 100463 (2020)
M. Zarezadeh Mehrizi, J. Abdi, M. Rezakazemi, E. Salehi, Int. J. Hydrogen Energy 45, 17583 (2020)
G. Koh, Y.-W. Zhang, H. Pan, Int. J. Hydrogen Energy 37, 4170 (2012)
C. Wang, H. Fan, X. Ren, J. Fang, J. Ma, N. Zhao, Mater. Charact. 139, 89 (2018)
M. Ghiyasiyan-Arani, M. Salavati-Niasari, Ind. Eng. Chem. Res. 58, 23057 (2019)
S. Zinatloo-Ajabshir, M.S. Morassaei, O. Amiri, M. Salavati-Niasari, L.K. Foong, Ceram. Int. 46, 17186–17196 (2020)
Y.-J. Han, S.-J. Park, Appl. Surf. Sci. 415, 85 (2017)
H.H. Shen, X.T. Zu, B. Chen, C.Q. Huang, K. Sun, J. Alloys Compd. 659, 23 (2016)
S.K. Singh, A.K. Singh, K. Aranishi, Q. Xu, J. Am. Chem. Soc. 133, 19638 (2011)
C. Shen, W. Zhou, H. Yu, L. Du, Chin. J. Chem. Eng. 26, 322 (2018)
F. Altaf, R. Batool, R. Gill, Z.U. Rehman, H. Majeed, A. Ahmad, M. Shafiq, D. Dastan, G. Abbas, K. Jacob, Renew. Energy 164, 709 (2021)
M.S. Morassaei, A. Salehabadi, O. Amiri, M. Salavati-Niasari, A. Akbari, J. Alloys Compd. 826, 154023 (2020)
S. Tonda, S. Kumar, S. Kandula, V. Shanker, J. Mater. Chem. A 2, 6772 (2014)
T. Gholami, M. Salavati-Niasari, S. Varshoy, Int. J. Hydrogen Energy 41, 9418 (2016)
G.L. Tan, D. Tang, D. Dastan, A. Jafari, J.P.B. Silva, X.T. Yin, Mater. Sci. Semicond. Process. 122, 105506 (2021)
D. Dastan, N. Chaure, M. Kartha, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 7784 (2017)
C. Zhou, J.A. Szpunar, X. Cui, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 15232 (2016)
T. Muhmood, A. Uddin, Chem. Phys. Lett. 753, 137604 (2020)
T. Plachy, M. Masar, M. Mrlik, M. Machovsky, Z. Machovska, E. Kutalkova, I. Kuritka, Adv. Powder Technol. 30, 714 (2019)
G. Sharma, A. Kumar, S. Sharma, M. Naushad, R. Prakash-Dwivedi, Z.A. ALOthman, G.T. Mola, J. King Saud Univ. Sci. 31, 257 (2019)
M. Asadzadeh, F. Tajabadi, D. Dastan, P. Sangpour, Z. Shi, N. Taghavinia, Ceram. Int. 47, 5487 (2020)
B. Zhang, X. Ye, W. Hou, Y. Zhao, Y. Xie, J. Phys. Chem. B 110, 8978 (2006)
M. Fathinezhad, M. AbbasiTarighat, D. Dastan, Environ. Nanotechnol. Monit. Manag. 14, 100307 (2020)
L. Sun, L. Liang, Z. Shi, H. Wang, P. Xie, D. Dastan, K. Sun, R. Fan, Eng. Sci. 12, 95 (2020)
W. Zhang, X. Zhu, L. Liang, P. Yin, P. Xie, D. Dastan, K. Sun, R. Fan, Z. Shi, J. Mater. Sci. 56, 4254 (2021)
F. Sadat, M. Salavati-niasari. (2018).
M.H. Choi, Y.J. Min, G.H. Gwak, S.M. Paek, J.M. Oh, J. Alloys Compd. 610, 231 (2014)
N. Liu, L. Yin, L. Kang, X. Zhao, C. Wang, L. Zhang, D. Xiang, R. Gao, Y. Qi, N. Lun, Int. J. Hydrogen Energy 35, 12410 (2010)
X.P. Gao, Y. Lan, G.L. Pan, F. Wu, J.Q. Qu, D.Y. Song, P.W. Shen, Electrochem. Solid-State Lett. 4, 173 (2001)
S.S. Gunasekaran, T.K. Kumaresan, S.A. Masilamani, S.Z. Karazhanov, K. Raman, R. Subashchandrabose, Mater. Lett. 273, 127919 (2020)
D. Qu, X. Xu, L. Zhou, W. Li, J. Wu, D. Liu, Z. Zhong Xie, J. Li, H. Tang, Int. J. Hydrogen Energy 44, 7326 (2019)
M. Kaur, K. Pal, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31, 10903 (2020)
L. Sun, Z. Shi, H. Wang, K. Zhang, D. Dastan, K. Sun, R. Fan, J. Mater. Chem. A 8, 5750 (2020)