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先进材料研究中心水合肼制氢研究成果在Journal of Materials Chemistry A
信息来源:先进材料研究中心作者: 杨盼、杨丽军发布日期: 2018-10-22浏览次数:5149次
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近日,先进材料研究中心杨盼、杨丽军博士等在催化水合肼制氢领域取得新进展,相关研究成果发表在JournalofMaterialsChemistryA上(2018,6,11370-11376,doi:10.1039/c8ta03464h)。

                                                                                                                                          图镍纤维的制备工艺

镍纳米纤维作为一种新型纳米材料,被广泛应用在超级电容器、催化载体、生物器件、微波吸收、氢燃料电池等领域。在液固溶解法、电沉积法、模板法、化学还原法、电纺丝法等众多镍纳米纤维的合成方法中,静电纺丝制备纳米纤维简单、经济、有效。静电纺丝制备镍纳米纤维包括三个主要步骤:(1)电纺聚合物/镍盐前驱溶液,获得聚合物/镍盐复合纳米纤维;(2)在空气中煅烧纳米纤维前驱体,去除聚合物和镍盐转化为氧化镍;(3)在含氢气的惰性气氛下还原氧化镍,获取镍纳米纤维。高温下使用氢气不仅会导致大量的能源消耗,还会给实验室设备和人员带来潜在的安全风险,如何在实际应用中,安全、经济的制备镍纳米纤维至关重要。


                                                                                                             图不同乙基纤维素含量下镍纤维的微观形貌(左SEM,右TEM

该研究在此基础上,提出了一种原位还原策略制备镍纳米纤维,通过静电纺丝制备乙酸镍/聚乙烯聚吡咯烷酮/乙基纤维素纳米复合纤维,再经过原位真空热处理法大批量廉价地获得金属镍纤维。在前驱溶液中引入乙基纤维素对镍纳米纤维的形态和结构进行修饰,研究了乙基纤维素浓度对镍纤维形态和结构的影响。



       图不同成分镍纤维的催化分解性能(左)和循环稳定性(右)

      研究表明,金属镍纤维由大量的纳米级镍晶粒组成,拥有较大比表面积,在催化水合肼分解产氢气过程中展示出优异的催化活性和循环稳定性。通过调节乙基纤维素含量调控镍纤维的比表面积和镍晶粒尺寸大小,可以有效的控制镍纤维的催化产氢效率。
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