Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính xúc tác điện phân nước tạo hydrogen của vật liệu Ni-MOF trên nền bọt nickel sử dụng phối tử 2-methylimidazole
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Vũ Thị DuyênTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamNgô Thị Mỹ BìnhTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamĐoàn Văn DươngTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamVõ Thắng NguyênTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamĐinh Văn TạcTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamTrịnh Ngọc ĐạtTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamLê Vũ Trường SơnTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamLê Nhật PhươngTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamNguyễn Thị Trà GiangTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamMai Đăng Nhật HưngTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamDoãn Thị Hà NgọcTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamĐinh Nguyễn Đại PhúTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt Nam
Từ khóa:
Khung hữu cơ kim loại
Ni-MOF
bọt nickel
phối tử 2-methylimidazole
điện phân nước giải phóng hydrogen
Tóm tắt
Vật liệu khung hữu cơ kim loại phân tán trên nền bọt nickel Ni-MOF/NF được tổng hợp bằng phương pháp nhiệt dung môi sử dụng phối tử hữu cơ 2-methylimidazole. Các đặc trưng lý hóa của vật liệu được xác định bằng phép đo XRD, phổ IR, phổ EDX, và ảnh chụp SEM. Vật liệu sau đó được ứng dụng làm xúc tác cho phản ứng điện phân nước giải phóng hydrogen trong dung dịch NaOH 1 M. Kết quả khảo sát cho thấy, Ni-MOF/NF làm giảm đáng kể quá thế và độ dốc Tafel đối với quá trình cathode giải phóng hydrogen. Các điều kiện của quá trình tổng hợp vật liệu đã được nghiên cứu. Kết quả thực nghiệm chỉ ra, vật liệu tổng hợp từ muối nickel nitrate và phối tử 2-methylimidazole theo tỉ lệ số mol 1:8, gia nhiệt ở 180oC trong 8 h có khả năng xúc tác tốt cho phản ứng điện phân nước giải phóng khí hydrogen. Bên cạnh hoạt tính xúc tác cao, vật liệu Ni-MOF/NF còn có độ ổn định cao trước và sau 10 h xúc tác liên tục.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Sadatshojaie and M. R. Rahimpour, “CO2 emission and air pollution (volatile organic compounds, etc.)–related problems causing climate change”, Current Trends and Future Developments on (Bio-) Membranes, 2020, pp. 1-30, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816778-6.00001-1
[2] Choi et al., “Facile Synthesis of M-MOF-74 (M=Co, Ni, Zn) and its Application as an ElectroCatalyst for Electrochemical CO2 Conversion and H2 Production”, Journal of Electrochemical Science and Technology, vol. 8, no. 1, 2017, pp. 61-68, https://doi.org/10.5229/JECST.2017.8.1.61
[3] V. Din, D. V, Tac, and N. D. Chuong, “A Study on Synthesis and Evaluation of Catalytic Activity of NiFeP Nanosheets on 3D Ni Foam As Electrocatalyst for Hydrogen Production”. The University of Danang - Journal of Science and Technology, vol. 19, no. 11, 2021, pp. 61-64.
[4] K. Seelam, B. Rathnayake, S. Pitkäaho, E.Turpeinen, and R.L. Keiski, “Overview on recent developments on hydrogen energy: Production, catalysis, and sustainability”, Current Trends and Future Developments on (Bio-) Membranes, Elsevier, 2020, pp. 3-32, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817110-3.00001-1
[5] Jia, Y. Gu, and F. Li, “Progress and potential of metal-organic frameworks (MOFs) for gas storage and separation: A review”, Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 10, no. 5, p. 108300, 2022, https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108300
[6] P. Pathak, Y. Kumar, and S. Yadav, “Chapter 4 - Effectiveness of metal-organic framework as sensors: Comprehensive review”, Sustainable Materials for Sensing and Remediation of Noxious Pollutants, 2022, pp. 47-64, https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99425-5.00002-5
[7] He et al., “Metal-organic frameworks for advanced drug delivery”, Acta Pharmaceutica Sinica B, vol. 11, no. 8, pp. 2362-2395, 2021, https://doi.org/10.1016/j.apsb.2021.03.019
[8] Zhao, Y. Kan, Z. Chen, H. Li, and W. Zhang, “MOFs-Modified Electrochemical Sensors and the Application in the Detection of Opioids”, Biosensors, vol. 13, no. 2, p. 284, 2023, https://doi.org/10.3390/bios13020284
[9] Zeraati et al., “A new nickel metal organic framework (Ni-MOF) porous nanostructure as a potential novel electrochemical sensor for detecting glucose”, Journal of Porous Materials, vol. 29, pp. 257–267, 2022.
[10] M. Kale et al., “Protonated nickel 2-methylimidazole framework as an advanced electrode material for high-performance hybrid supercapacitor”, Materials Today Energy, vol. 21, p. 100736, 2021. https://doi.org/10.1016/j.mtener.2021.100736
[11] Du, Y. Dong, C. Liu, W. Wei, D. Liu, and P. Liu, “Fabrication of hierarchical porous nickel based metal-organic framework (Ni-MOF) constructed with nanosheets as novel pseudo-capacitive material for asymmetric supercapacitor”, J. Colloid Interface Sci, vol. 518, pp. 57 - 68, 2018, https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.02.010.
[12] Raju, T. Ramalingam, T. Nooruddin, and S. Natarajan, “In vitro assessment of antimicrobial, antibiofilm and larvicidal activities of bioactive nickel metal organic framework”, J. Drug Deliv. Sci. Technol, vol. 56, p. 101560, 2020, https://doi.org/10.1016/j.jddst.2020.101560.
[13] Z. Wan, D. Yang, J. Chen, J. Tian, T. T. Isimjan, and X. Yang, “Oxygen-Evolution Catalysts Based on Iron-Mediated Nickel Metal−Organic Frameworks”, ACS Appl. Nano Mater, vol. 2, pp. 6334−6342, 2019, http://doi.org/10.1021/acsanm.9b01330
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Aug 31, 2023
Download
Cách trích dẫn
Vũ Thị Duyên, Ngô Thị Mỹ Bình, Đoàn Văn Dương, Võ Thắng Nguyên, Đinh Văn Tạc, Trịnh Ngọc Đạt, Lê Vũ Trường Sơn, Lê Nhật Phương, Nguyễn Thị Trà Giang, Mai Đăng Nhật Hưng, Doãn Thị Hà Ngọc, và Đinh Nguyễn Đại Phú. “Nghiên cứu tổng hợp Và đánh Giá hoạt tính Xúc tác điện phân nước tạo Hydrogen của vật liệu Ni-MOF Trên nền bọt Nickel sử dụng phối tử 2-Methylimidazole”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 21, số p.h 8.2, Tháng Tám 2023, tr 80-85, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8501.
