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                XPS科技校園行活動-儲氫材』料研究

                發布時間:2020-10-26 閱讀次數:41次

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                2020年8月起,島津開啟科技校園行活動,產品經理聯♂合公司多部門共同走進高校用戶,與高校學者共同探討分析儀器應用技術,分享⊙應用成果。

                 

                碳負載納米二氧化鈦作為催化劑改善MgH2儲氫性能的研究

                 

                論文背景@ 介紹 ?

                 

                氫化鎂(MgH2)由於其氫◆氣儲量(7.6 wt%)、可逆性好、成本低,而備︻受關註。但是,受熱力學穩定性和緩慢的脫氫動力學影響,依然無法用於實際應用。

                 

                科學家已嘗試過各種方法來試圖改善MgH2的儲氫▲的性能,包括添加催化劑、納米結構化、和『組分修飾等。特別是,許多實驗已證實添加催化劑在降低操作溫度,及改善MgH2脫氫動力學方面非常有效。涉及到各類型催化劑有,過渡金屬、稀有金屬、甚至到碳基材料。

                 

                本論文中, 通過引入少量TiO2 @C復合材料作為催化劑,以期改善MgH2的儲氫性能。研究結果發現,在205~375°C之間,MgH2-10wt%TiO2@C樣品可以釋放約6.6wt%的氫氣;在140°C和50 bar氫氣壓力下,可以在10分鐘內完成氫氣存儲。

                 

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                為系統性的對MgH2-TiO2@C脫氫/儲氫過程中結構和組成變化, 需要借助各類儀器分析手段。X射線光電子能譜(XPS)可以對表面元素做定性、定量分析, 也可對元素的卐化學態進行分析。為了解脫※氫過程,借助XPS手段來檢測不同脫氫階段時Ti元素的化學態,這非常有助於機理的研究。

                 

                以MgH2-10wt% TiO2@C為例:對於球磨制備後的樣品,兩個XPS峰(458.2和463.9 eV),對應於TiO2的2p 1/2 -2p 3/2自旋軌道雙峰,說明Ti仍然以TiO2存在;此外,也檢測到兩個強度較弱的XPS峰(455.6 eV和460.4 eV),對應於TiO的2p 1/2 -2p 3/2自旋軌道雙峰。根據以往文獻報道,這意味著在球磨後,在MgH2作用下, 一部分Ti4+被還原為了【Ti2+。

                 

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                作者:張欣 浙江工業◤大學