二维层状麦克烯材料Nb_(2)C催化改性Mg(BH_(4))_(2)储氢性能研究

硼氢化镁(Mg(BH_(4))_(2))因具有14.9%的储氢量,被认为是一种具有良好前景的高容量储氢材料.考虑到二维层状过渡金属碳化物麦克烯材料(MXene)对Mg(BH_(4))_(2)的放氢过程具有显著的催化效果,文中采用酸刻蚀法制备了微观表征为二维层状的MXene材料碳化铌(Nb_(2)C),并通过机械球磨法将所制备的Nb_(2)C掺杂到Mg(BH_(4))_(2)中,以此来催化改性Mg(BH_(4))_(2)的放氢性能.由程序控温放氢(TPD)测试可得:在Mg(BH_(4))_(2)-x%Nb_(2)C(x=20,30,40)催化改性体系中,当x=40时,Mg(BH_(4))_(2)-40%Nb_(2)C体系的起始放氢温度可降至130℃左右,且升温至500℃后,可释放出12.8%H_(2),而未添加Nb_(2)C的纯Mg(BH_(4))_(2)约在285℃才开始放氢.除此之外,该体系在等温放氢测试中也表现出良好的放氢动力学性能,且由该体系改性后的放氢动力学性能可以在随后的第二和第三次吸放氢循环中保留下来,表现出良好的循环性能.

V_(2)CF_(x)MXene衍生2D V_(2)O_(3)@介孔碳纳米片的制备及其电容脱盐特性

采用同源金属V_(2)CF_(x)MXene作为前驱体制备了三氧化二钒@多孔碳(V_(2)O_(3)@porous carbon,V_(2)O_(3)@PC)纳米片作为电容去离子(CDI)阳极,研究其脱盐特性。实验探究了在不同在碳化温度下V_(2)O_(3)@PC的结构、结晶度、润湿性、石墨化程度和电化学特性。研究表明,所制备的V_(2)O_(3)@PC呈现出典型的2D纳米片结构,高结晶度的V_(2)O_(3)纳米颗粒被高石墨化度的PC牢牢束缚。这种结构具有良好的界面润湿性和高导电性,因而可以促进电解质的渗透,加速界面电荷的转移以并促进盐离子的传输和扩散。此外,PC也能较好的抑制V_(2)O_(3)在多次循环后的体积膨胀。电化学结果表明,V的可逆电化学转化在一定程度上提高了Na^(+)的储存。当电压为1.2 V时,NaCl电导率为1000μS·cm^(−1)时,优化后的V_(2)O_(3)@PC电极具有高达2.20 mmol∙g^(−1)的脱盐容量,0.13 mmol∙g^(−1)∙min^(−1)的脱盐速率,62%的水回收率以及24.0 Wh∙m^(−3)的低能耗。