《MOF(MOF = ZIF-8,ZIF-67,MOF-74)对镁储氢性能的催化作用及其机理的研究》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-11-01
  • 使用沉积减少方法,将Mg / MOF纳米复合材料制成Mg和金属有机骨架材料(MOFs = ZIF-8,ZIF-67和MOF-74)的复合材料。添加MOF可以增强Mg的储氢性能。例如,在5000秒内,分别从Mg,Mg / MOF-74,Mg / ZIF-8,Mg / ZIF-67释放出0.6重量%,1.2重量%,2.7重量%,3.7重量%的氢。对于Mg / ZIF-8,Mg / ZIF-67,Mg / MOF-74氢化物,确定了198.9 kJ mol-1 H2、161.7 kJ mol-1 H2、192.1 kJ mol-1 H2的活化能值比氢化镁低kJ mol-1 H2、43.2 kJ mol-1 H2和12.8 kJ mol-1 H2。此外,当添加ZIF-67时,表征氢化镁的循环稳定性得到显着改善。即使经过100次加氢/脱氢循环,Mg / ZIF-67纳米复合材料的储氢容量也保持不变。这种出色的循环稳定性可能是由于Mg / ZIF-67纳米复合材料的核-壳结构引起的。

相关报告
  • 《MOF制备亚2 nm原子有序PdZn粒子作为乙炔选择性加氢的高性能催化剂》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-07-13
    • 原子级有序的金属间化合物因其特殊的几何/电子结构在催化、材料等领域引起了日益广泛的关注。但是形成金属间相往往需要高温条件,因此很难制备小尺寸的金属间颗粒。例如,传统方法的高温熔化方法制备只能制备体相金属间化合物。液相路线可以通过配体辅助策略制备纳米级的金属间颗粒,但是不可避免地损失了部分表面位点。另外,当除去配体后往往又会发生颗粒的团聚。因此如何制备稳定的超小尺寸的金属间化合物仍然是一大挑战。本文通过金属有机骨架(MOF)限域-共同还原路线,成功制备了尺寸小于2 nm的金属间PdZn纳米颗粒。该途径借助ZIF-8C材料规则有序的孔结构,限域地将Pd与Zn同时还原,从而得到了尺寸均一小于2 nm的金属间PdZn纳米颗粒。值得一提的是由于ZIF-8C载体结构的稳定性,所制备的小尺寸的金属间PdZn纳米颗粒表现出了优异的耐热稳定性,并且通过该路线还可以制备小尺寸的金属间PtZn纳米颗粒,表现出了良好的普适性合成特点。 成果简介 近日,中国清华大学的陈晨和中国科学院大学的周克斌(共同通讯)等人,采用金属-有机骨架(MOF)限域-共还原策略,成功制备了亚2 nm金属间PdZn纳米粒子。研究者通过HAADF-STEM、HRTEM和EDS的详细表征,发现这些亚2 nm金属间PdZn纳米颗粒有效地嵌入ZIF-8C规则的孔道中。XRD、XPS和EXAFS的进一步表征,证实所制备的亚2 nm金属间PdZn纳米颗粒为原子级有序的金属相。乙炔选择性加氢测试评价结果进一步表明亚2 nm金属间PdZn颗粒表现出了优异的催化性能。实验测试结果以及密度泛函理论计算发现,与大尺寸的金属间PdZn相比,亚2 nm金属间PdZn颗粒在能量上更利于乙炔加氢和乙烯脱附,从而表现出了优良的催化活性与选择性。这一工作为通过有效的MOF功能化路线设计合成超细金属间化合物材料提供了可行思路和方法。相关成果以“MOF-Confined Sub-2 nm Atomically Ordered Intermetallic PdZn Nanoparticles as High-Performance Catalysts for Selective Hydrogenation of Acetylene”为题发表在Advanced Materials上。 该工作通过MOF限域-共还原策略制备了原子级有序的亚2 nm金属间PdZn纳米颗粒。获得了超小尺寸的金属间PdZn相,并且这些亚2 nm金属间PdZn纳米颗粒表现出了优良的耐热稳定性。乙炔选择性加氢性能评价结果进一步显示的选择性氢化显示亚2 nm金属间PdZn纳米颗粒具有优异催化性能。DFT计算揭示,小尺寸亚2 nm金属间PdZn纳米颗粒在能量上具有更加优良的乙炔氢化和乙烯脱附路径,展现出了良好的应用前景。并且该策略也适用于亚2 nm金属PtZn纳米粒子的制备,为通过金属有机骨架MOF功能化路线制备超小尺寸的金属间纳米颗粒开辟了新机遇。 文献链接:MOF-Confined Sub-2 nm Atomically Ordered Intermetallic PdZn Nanoparticles as High-Performance Catalysts for Selective Hydrogenation of Acetylene(Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201801878)。
  • 《磁化ZIF-8浸渍氢氧化钠作为多相催化剂生产高质量的生物柴油》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2020-11-20
    • 以氢氧化钠为催化剂,合成了磁化沸石基咪唑骨架(ZIF-8),并对其作为一种新型生物柴油催化剂进行了试验。研究了一种新型催化剂,用于植物油的乙醇水解生产生物柴油。采用2n设计方法优化了生物柴油生产的操作条件,减少了实验运行次数。在乙醇裂解反应中,使用新催化剂可使油转化率达到70%。优化的操作条件为:醇油摩尔比21:1,催化剂负载为1% wt.,反应时间为90min,温度为75℃。乙烷分解反应符合准二级动力学模型。计算得到的Arrhenius前指数常数和活化能为1.12×1010 L mol−1。min−1和77.27 kJ/mol。产品生物柴油的物理性能符合美国ASTM标准。此外,产品生物柴油达到了75的十六烷值,比ASTM的上限高出15%。