Украшение зеленое синтезированное S,N

Том 12 научных докладов, номер статьи: 8103 (2022) Цитировать эту статью

1557 Доступов

9 цитат

8 Альтметрика

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье опубликована 2 августа 2022 г.

Эта статья была обновлена

Галлуазитные нанотрубки (ГНТ) с высоким содержанием активных центров используются в качестве природных слоистых минеральных подложек. Квантовые точки графена, легированные серой и азотом (S, N-GQD) в качестве проводящей добавки и CoFe2O4 в качестве электрокатализатора, были декорированы на подложке HNT для создания эффективного и экологически чистого активного материала. При этом экологически безопасный нанокомпозит CoFe2O4/S, N-GQDs/HNTs изготавливается зеленым гидротермальным методом для оснащения разработанных хранилищ водорода и обеспечения быстрой транспортировки заряда для использования хранилищ водорода. Емкость хранения водорода чистых ГНТ составила 300 мАчг-1 при плотности тока 1 мА после 20 циклов, тогда как емкость ГНТ, покрытых S,N-GQD (S,N-GQDs/HNT), составила 466 мАчг-1 при идентичных условиях. условия. Также можно было увеличить способность к сорбции водорода посредством процедуры спилловера путем связывания CoFe2O4 в наноглине галлуазита. Емкость хранения водорода CoFe2O4/HNT составляла 450 мАчг-1, тогда как емкость репрезентативных разработанных нанокомпозитов CoFe2O4/S, N-GQDs/HNT составляла 600 мАчг-1. Наноглина галлуазита и обработанный галлуазит демонстрируют потенциал в качестве электродных материалов для электрохимического хранения энергии в щелочных средах; в частности, тройные нанокомпозиты CoFe2O4/S, N-GQD/HNT демонстрируют развитые характеристики сорбции водорода с точки зрения присутствия проводящей добавки, механизмов физической адсорбции и спилловера.

Глинистые минералы широко используются для расширения функциональных наносоединений благодаря разнообразию этих силикатов для объединения различных типов действующих частиц в наноразмерах1,2. Соответственно, различные материалы, такие как наночастицы, полимеры или биологические компоненты, могут быть собраны для создания самых разнообразных наноконструкций, представляющих интерес, таких как глиняные нанокомпозиты для применения в аккумулировании энергии, каталитических реакциях и сенсорах, среди прочего3,4.

Было рассмотрено несколько отчетов о применении глинистых минералов для хранения энергии в различных устройствах хранения энергии, таких как мембраны, электролиты и электроды. Галлуазитные нанотрубки (HNT) представляют собой трубчатую глину со структурными деталями диаметром 50 нм, длиной 600–900 нм и внутренним просветом 15 нм5,6. Галлуазит — это особый материал, который изготавливается путем свертывания листов каолина в многостенные мезопористые нанотрубки. Поверхность галлуазита состоит из оксида алюминия (поверхности просветов) и кремнезема (остальные поверхности)7,8. Его выдающиеся особенности включают полую конструкцию, высокую пористость, настраиваемые характеристики поверхности, низкую стоимость, универсальную функционализацию поверхности и простоту подготовки9,10,11,12,13. Поверхностную модификацию нанотрубок галлуазита можно проводить как на внешней поверхности, так и во внутреннем просвете. Выбор стратегии модификации поверхности может зависеть от типа требуемого применения. Эти агенты модификации включают полимер, наночастицы, поверхностно-активные вещества, органосилановые связующие, кислотное травление и соединения биологического происхождения14.

Энергия и производство электроэнергии являются основными темами для управления пригодностью индустриального общества и человеческой жизни. Для всех действий требуется энергия, включая производство продуктов, охлаждение или обогрев зданий, вождение автомобиля и освещение двигательных систем15. В настоящее время мы полагаемся на невозобновляемые источники энергии для удовлетворения большинства энергетических потребностей. Эти невозобновляемые источники энергии быстро разряжаются из-за их обширной эксплуатации16. Кроме того, эти источники являются важной основой для изменения погоды, поскольку при сжигании ископаемых выделяется углекислый газ (CO2), который абсолютно разрушительен для окружающей среды17. Таким образом, водородная энергетика может стать самым сложным источником энергии для энергетических устройств в будущем18. Водород считается нетоксичным и дешевым источником энергии для статических и передаваемых ресурсов. Водород обеспечивает воспроизводимую энергию после воспламенения19. Ученые обратили внимание на водород как на перспективное топливо из-за его существенных особенностей. Этими особенностями являются: наличие изобилия в мире, незагрязненный источник энергии и самое легкое топливо20,21.