纳米金属修饰的ZIF-8/GO复合材料的制备、表征及其储氢性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:chengyo
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本文选用金属有机骨架材料ZIF-8为研究对象,分别将其与氧化石墨烯(GO)复合,再采用原位还原法,将不同含量的Pt,Pd和NiPt,分别将其负载到ZIF-8/GO载体中,制备不同类型的复合材料Pt_n@ZIF-8/GO,Pd_n@ZIF-8/GO和NiPt@ZIF-8/GO。采用红外光谱仪、粉末X射线衍射仪、能谱、扫描电镜和透射电镜等手段对其进行了系统测试与分析,探究了复合材料的形成过程。采用吸附/脱附仪考察了其多孔性,重点探讨了复合材料在77K和298K时的储氢性能,揭示了该类复合体系的储氢机制。(1)复合材料中的Pt,Pd和NiPt纳米粒子的平均粒径分别为4.5,4.6和4.2-5.1nm,负载纳米金属后ZIF-8/GO复合材料基本保持了ZIF-8的物相结构,但其比表面积下降。(2)77K时,由于氢溢流效应不明显,纳米金属修饰的ZIF-8/GO复合材料并未表现出好的储氢效果。但在298K时,由于此时金属具有很高的催化活性,此时复合体系的储氢量为纯ZIF-8的3.8-11.8、7.9-12.6和2.3-3.8倍。(3)在Pt_n@ZIF-8/GO和Pd_n@ZIF-8/GO体系中,适中的金属掺杂比例和较好的分散性有利于氢溢流过程,进而显著改善材料的室温储氢性能。(4)在NiPt@ZIF-8/GO体系中,由于常温下Pt的催化活性远高于Ni,从而掺杂Pt的复合材料表现出较高的储氢性能。
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