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等離子體輔助研磨促進Mg-石墨復合材料水解產(chǎn)氫
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今天依然是發(fā)不了圖片的一天，需要英文原文的可私信我并發(fā)郵箱給我，我看到后會發(fā)給大家 一句話了解全文 Mg和20wt％膨脹石墨（EG）的等離子球磨處理之后可顯著提高Mg的水解性能，所得復合材料在25 ℃下可產(chǎn)生614.3 mL·g-1 H2，水解轉(zhuǎn)化率為83.5％。通過比較不同的球磨工藝，等離子球磨效果最佳。等離子球磨技術是制備高氫密度制氫材料的低成本方式。 材料制備 可膨脹石墨在氬氣氣氛下1273 K保溫15 min得到蠕蟲轉(zhuǎn)膨脹石墨，將處理好的膨脹石墨與鎂粉在氬氣氣氛下進行等離子球磨處理得到Mg-EG。為了對比球磨效果，相同比例的粉體進行行星球磨處理。 不同研磨工藝制備鎂-石墨復合材料 圖1 (a)行星球磨處理的Mg-可膨脹石墨，(b)行星球磨處理的Mg-EG，(c)等離子球磨處理的Mg-石墨復合樣的XRD圖譜。 圖1顯示了球磨10 h的Mg-石墨復合樣品的XRD圖譜。三種鎂-石墨復合材料的質(zhì)量比為4∶1。在圖1（c）中，通過等離子球磨處理后得到的Mg-EG復合物，C（002）的衍射峰幾乎消失，這等離子球磨表明處理后石墨粒子發(fā)生了強烈的非晶化或尺寸減小。這意味著該復合材料中的EG可能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛯邮┗蛞恍┬〉氖?br /> 圖2 (a)2 h，(b)5 h(c)10 h和(d)5 h Mg-EG的Mg-EG復合材料的SEM圖像 圖2（a）-（d）分別顯示了等離子球磨2、5、10 h和放大5 h的Mg-石墨復合材料的SEM圖像。球磨2 h后粉體直徑為30~50 μm的不規(guī)則塊狀顆粒。不銹鋼球與Mg-EG的摩擦和碰撞使樣品顆粒具有粗糙的表面形貌，大量的裂紋和小顆粒，粗糙的表面和裂紋在樣品與水之間帶來更多的反應通道，從而提高了水解性能。等離子球磨5 h后，粒徑為10~20 μm的不規(guī)則扁平形顆粒組成；等離子球磨10 h后，粒徑減小到5~10 μm。但隨著研磨時間的增加，表面形貌變得更光滑。如圖2（d）所示，在Mg顆粒表面附著了一些半透明的幾層石墨烯和小石墨片。 不同研磨工藝的鎂-石墨復合材料的水解性能 圖3 Mg-石墨復合材料在318 K下的水解動力學曲線：(a)用膨脹石墨等離子球磨(b)用膨脹石墨行星球磨和(c)用可膨脹石墨星星球磨 圖3示出了Mg-20wt％的石墨復合材料在318 K的去離子水中的氫生成曲線�？梢钥闯�，通過等離子球磨獲得的Mg-石墨復合材料顯示出最佳的初始水解速率和最高的水解產(chǎn)率，如圖3（a）所示，它可以在10分鐘內(nèi)產(chǎn)生450.6 mL·g-1的氫氣，并在25分鐘內(nèi)繼續(xù)釋放氫直至614.3 mL·g-1的氫氣，水解轉(zhuǎn)化率為83.4％。行星球磨Mg可膨脹石墨和Mg-EG復合材料的水解速率和產(chǎn)率明顯低于等離子球磨Mg-EG樣品。由于膨脹石墨的存在，Mg表現(xiàn)出出色的水解性能，經(jīng)過等離子球磨處理后的復合材料表現(xiàn)出最佳的效果。 結(jié)論： 石墨的引入可以增強鎂在去離子水中的水解性能。通過等離子球磨處理的Mg-EG復合材料可以在25分鐘內(nèi)產(chǎn)生614.3 mL·g-1 H2，水解轉(zhuǎn)化率為83.5％。 通過對比，等離子球磨工藝是制備Mg-EG復合材料的最佳方案。通過P研磨獲得的Mg-EG復合材料在去離子水中的水解表觀活化能確定為67.6 kJ·mol-1。 上述研究成果來自于： Miaolian Ma, Yang L , Ouyang L , et al. Promoting hydrogen generation from the hydrolysis of Mg-Graphite composites by plasma-assisted milling[J]. Energy, 2019. |
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