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Hydrogen uptake performance of nanocomposites derived from Metal-Organic Framework (Cu-BTC) and metal decorated Multi-Walled Carbon Nanotubes (Ni@f-MWCNTs or Pd@f-MWCNTs)
Surfaces and Interfaces ( IF 6.2 ) Pub Date : 2020-12-01 , DOI: 10.1016/j.surfin.2020.100672 Madhavi Konni , Anima S. Dadhich , Saratchandra Babu Mukkamala
Surfaces and Interfaces ( IF 6.2 ) Pub Date : 2020-12-01 , DOI: 10.1016/j.surfin.2020.100672 Madhavi Konni , Anima S. Dadhich , Saratchandra Babu Mukkamala
Abstract The storage of hydrogen in solid materials has been investigated extensively in recent years for on-board vehicle applications for hydrogen fuel cell technology. Metal-Organic Frameworks (MOFs) are unique materials with novel porous structures suitable for reversible gas adsorption at low temperatures. Similarly, another porous material, carbon nanomaterial is also equally important in storage of hydrogen at room temperature. The Proposed new nanocomposites composed of metal-organic framework (Cu-BTC/HKUST-1) and metal-decorated multi-walled carbon nanotubes (Ni@f-MWCNTs or Pd@f-MWCNTs) are promising candidates for physisorption of hydrogen at low temperature and low pressures. Hence, Ni or Pd decorated MWCNTs were mixed with Cu-BTC at 95 °C to get the intercalated composite material. It was observed that Cu-BTC/Ni@f-MWCNTs and Cu-BTC/Pd@f-MWCNTs showed 4.68 and 5.31 wt% adsorption of hydrogen at 77 K and 70 bar, respectively. At 298 K and 70 bar pressure, the above two composites adsorbed 1.29 and 1.67 wt% of hydrogen. Enhanced hydrogen uptake of about 250-350% and 20-30% was observed at 298K by the synthesized composites compared to the Cu-BTC and metal decorated MWCNTs, respectively. Similarly, an enhancement of about 50-75% and 85-150% in the hydrogen adsorption capacity was observed at 77K for the composites compared to the pristine materials. The resultant enhanced hydrogen uptake by composites is probably due to the synergic effect between Cu-BTC and metal decorated MWCNTs.
中文翻译:
源自金属有机骨架 (Cu-BTC) 和金属装饰的多壁碳纳米管 (Ni@f-MWCNTs 或 Pd@f-MWCNTs) 的纳米复合材料的吸氢性能
摘要 近年来,在氢燃料电池技术的车载应用中,已对固体材料中的氢储存进行了广泛的研究。金属有机框架 (MOF) 是一种独特的材料,具有适用于低温可逆气体吸附的新型多孔结构。同样,另一种多孔材料,碳纳米材料在室温储氢方面也同样重要。由金属有机骨架(Cu-BTC/HKUST-1)和金属装饰的多壁碳纳米管(Ni@f-MWCNTs 或 Pd@f-MWCNTs)组成的新型纳米复合材料是低温物理吸附氢的有希望的候选材料。温度和低压。因此,Ni 或 Pd 装饰的多壁碳纳米管在 95 °C 下与 Cu-BTC 混合以获得插层复合材料。据观察,Cu-BTC/Ni@f-MWCNTs 和 Cu-BTC/Pd@f-MWCNTs 在 77 K 和 70 bar 下分别表现出 4.68 和 5.31 wt% 的氢吸附。在 298 K 和 70 bar 压力下,上述两种复合材料吸附了 1.29 和 1.67 wt% 的氢气。与 Cu-BTC 和金属装饰的 MWCNT 相比,合成的复合材料在 298K 下观察到的氢吸收量分别提高了约 250-350% 和 20-30%。类似地,与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。上述两种复合材料分别吸附了 1.29 和 1.67 wt% 的氢气。与 Cu-BTC 和金属装饰的 MWCNT 相比,合成的复合材料在 298K 下观察到的氢吸收量分别提高了约 250-350% 和 20-30%。类似地,与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。上述两种复合材料分别吸附了 1.29 和 1.67 wt% 的氢气。与 Cu-BTC 和金属装饰的 MWCNT 相比,合成的复合材料在 298K 下观察到的氢吸收量分别提高了约 250-350% 和 20-30%。类似地,与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。
更新日期:2020-12-01
中文翻译:
源自金属有机骨架 (Cu-BTC) 和金属装饰的多壁碳纳米管 (Ni@f-MWCNTs 或 Pd@f-MWCNTs) 的纳米复合材料的吸氢性能
摘要 近年来,在氢燃料电池技术的车载应用中,已对固体材料中的氢储存进行了广泛的研究。金属有机框架 (MOF) 是一种独特的材料,具有适用于低温可逆气体吸附的新型多孔结构。同样,另一种多孔材料,碳纳米材料在室温储氢方面也同样重要。由金属有机骨架(Cu-BTC/HKUST-1)和金属装饰的多壁碳纳米管(Ni@f-MWCNTs 或 Pd@f-MWCNTs)组成的新型纳米复合材料是低温物理吸附氢的有希望的候选材料。温度和低压。因此,Ni 或 Pd 装饰的多壁碳纳米管在 95 °C 下与 Cu-BTC 混合以获得插层复合材料。据观察,Cu-BTC/Ni@f-MWCNTs 和 Cu-BTC/Pd@f-MWCNTs 在 77 K 和 70 bar 下分别表现出 4.68 和 5.31 wt% 的氢吸附。在 298 K 和 70 bar 压力下,上述两种复合材料吸附了 1.29 和 1.67 wt% 的氢气。与 Cu-BTC 和金属装饰的 MWCNT 相比,合成的复合材料在 298K 下观察到的氢吸收量分别提高了约 250-350% 和 20-30%。类似地,与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。上述两种复合材料分别吸附了 1.29 和 1.67 wt% 的氢气。与 Cu-BTC 和金属装饰的 MWCNT 相比,合成的复合材料在 298K 下观察到的氢吸收量分别提高了约 250-350% 和 20-30%。类似地,与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。上述两种复合材料分别吸附了 1.29 和 1.67 wt% 的氢气。与 Cu-BTC 和金属装饰的 MWCNT 相比,合成的复合材料在 298K 下观察到的氢吸收量分别提高了约 250-350% 和 20-30%。类似地,与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。与原始材料相比,在 77K 下观察到复合材料的氢吸附能力提高了约 50-75% 和 85-150%。复合材料对氢吸收的增强可能是由于 Cu-BTC 和金属装饰的多壁碳纳米管之间的协同作用。