物理化学学报 >> 2025, Vol. 41 >> Issue (1): 100001.doi: 10.3866/PKU.WHXB202308032
所属专题: 能源化学
于冉1, 胡晨1, 郭锐利2, 刘若男2, 夏力行1, 杨岑玉1, 水江澜2,3,*(
)
收稿日期:2023-08-18
修回日期:2023-10-11
录用日期:2023-10-25
发布日期:2023-12-20
通讯作者:
Email: shuijianglan@buaa.edu.cn; Tel.: +86-13522516709 (水江澜)
基金资助:
Ran Yu1, Chen Hu1, Ruili Guo2, Ruonan Liu2, Lixing Xia1, Cenyu Yang1, Jianglan Shui2,3,*(
)
Received:2023-08-18
Revised:2023-10-11
Accepted:2023-10-25
Published:2023-12-20
Contact:
Email: shuijianglan@buaa.edu.cn; Tel.: +86-13522516709 (Jianglan Shui)
Supported by:摘要:
本文研究了杂多酸对储氢材料的催化效应,通过机械球磨法制备MgH2-xH3PW12O40 (x = 7%、10%、13%,质量分数)复合物样品,与纯的球磨MgH2对比,展示了杂多酸H3PW12O40对MgH2储氢动力学的提升作用。其中,MgH2-10H3PW12O40的放氢活化能比纯MgH2降低了46.23 kJ∙mol−1,可在250 ℃、1 min内吸收6.25%的氢,在300 ℃、15 min内释放6.54%的氢气,而同等温度下MgH2在30 min内仅释放1.2%氢。即使是在较低的温度100 ℃,MgH2-10H3PW12O40也可在1 h内吸收5%的氢,而MgH2只能吸收0.9%的氢。结构表征结果表明H3PW12O40分子在球磨和储氢过程中被转变为WO3和W簇,其作用一方面是催化Mg―H键、H―H键的断裂,另一方面是促进MgH2颗粒在球磨过程中细化并抑制其团聚长大。该研究开创了多酸分子在储氢领域的催化应用。
于冉, 胡晨, 郭锐利, 刘若男, 夏力行, 杨岑玉, 水江澜. 杂多酸H3PW12O40高效催化MgH2储氢[J]. 物理化学学报, 2025, 41(1), 100001. doi: 10.3866/PKU.WHXB202308032
Ran Yu, Chen Hu, Ruili Guo, Ruonan Liu, Lixing Xia, Cenyu Yang, Jianglan Shui. Catalytic Effect of H3PW12O40 on Hydrogen Storage of MgH2[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2025, 41(1), 100001. doi: 10.3866/PKU.WHXB202308032
表2
"
| Catalysts | Catalysts addition amount (%, mass percentage) | Hydrogen absorption capacity (%, mass percentage) | Hydrogen desorption capacity (%, mass percentage) | Ref. |
| H3PW12O40 | 10 | 4.5 at 150 ℃ in 20 min | 6 at 300 ℃ in 10 min | This work |
| H0.23WO3 | 50 | 2.6 at 300 ℃ in 100 s | 2.2 at 300 ℃ in 200 s | |
| WS2 | 50 | 2.8 at 150 ℃ in 22 min | 4.4 at 350 ℃ in 21 min | |
| Na2WO4 | 20 | 2.3 at 150 ℃ in 20 min | 3.5 at 350 ℃ in 20 min | |
| Fe2O3/Na2WO4 | 20 | 2.5 at 150 ℃ in 20 min | 1.2 at 300 ℃ in 20 min | |
| Ni@C | 10 | 4.8 at 300 ℃ in 80 s | 6 at 300 ℃ in 46 min | |
| VS2 | 2.5 | 3 at 300 ℃ in 60 s | 2.6 at 300 ℃ in 10 min | |
| CoMoO4 | 10 | 4.9 at 250 ℃ in 10 min | 3.3 at 300 ℃ in 60 min | |
| MoO3 | 2 | 4.5 at 300 ℃ in 5 min | 5 at 300 ℃ in 15 min | |
| K2NbF7 | 10 | 3 at 150 ℃ in 20 min | 5.6 at 320 ℃ in 60 min | |
| MoSA-N-CNTs | 6 | 5 at 300 ℃ in 100 min | ||
| Ti3AlCN | 10 | 4 at 150 ℃ in 20 min | 4.5 at at 300 ℃ in 20 min |
| 1 |
doi: 10.1021/acsami.3c06033 |
| 2 |
doi: 10.1016/j.mtnano.2019.100064 |
| 3 |
|
|
王家盛; 韩树民; 李媛; 沈娜; 张伟. 物理化学学报, 2014, 30, 2323.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201410081 |
|
| 4 |
|
|
荆子君; TanKhai Chen; 何腾; 于洋; 裴启俊; 王金涛; HuiWu; 陈萍. 物理化学学报, 2021, 37, 2009039.
doi: 10.3866/PKU.WHXB202009039 |
|
| 5 |
doi: 10.1016/j.apsusc.2022.152561 |
| 6 |
doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.05.172 |
| 7 |
doi: 10.1039/d0ee03160g |
| 8 |
doi: 10.1002/adma.202303173 |
| 9 |
doi: 10.1021/acsami.0c23150 |
| 10 |
doi: 10.1021/acsnano.1c08343 |
| 11 |
doi: 10.1016/j.cej.2022.134701 |
| 12 |
doi: 10.1016/j.jmst.2019.05.049 |
| 13 |
doi: 10.1016/j.cej.2022.135050 |
| 14 |
doi: 10.1016/j.cej.2020.126831 |
| 15 |
doi: 10.1016/j.cej.2020.126790 |
| 16 |
doi: 10.1016/j.jma.2022.09.028 |
| 17 |
doi: 10.1016/j.jallcom.2020.156874 |
| 18 |
doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.12.269 |
| 19 |
doi: 10.1021/acssuschemeng.1c06444 |
| 20 |
doi: 10.1016/j.mtener.2020.100613 |
| 21 |
doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.01.285 |
| 22 |
doi: 10.1021/acs.jpcc.8b02162 |
| 23 |
doi: 10.1016/j.nanoen.2023.108536 |
| 24 |
doi: 10.1007/s12598-022-02231-7 |
| 25 |
doi: 10.1016/S0925-8388(99)00442-9 |
| 26 |
doi: 10.1021/jp0541563 |
| 27 |
doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.07.020 |
| 28 |
doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.02.030 |
| 29 |
doi: 10.1016/j.materresbull.2015.07.042 |
| 30 |
|
|
杨海宽. 物理化学学报, 2017, 33, 582.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201611292 |
|
| 31 |
doi: 10.1039/d0ee03407j |
| 32 |
doi: 10.1002/anie.201803868 |
| 33 |
doi: 10.1039/c3cs60404g |
| 34 |
doi: 10.1016/j.cej.2022.137134 |
| 35 |
doi: 10.1002/adfm.202106147 |
| 36 |
doi: 10.1002/adma.201704156 |
| 37 |
doi: 10.1039/c6ta09052d |
| 38 |
doi: 10.1002/aenm.201900597 |
| 39 |
doi: 10.1016/j.esci.2022.04.002 |
| 40 |
doi: 10.1021/cr500390v |
| 41 |
doi: 10.1016/j.cej.2021.128690 |
| 42 |
doi: 10.1016/j.surfcoat.2021.126941 |
| 43 |
doi: 10.1016/j.ijhydene.2023.03.225 |
| 44 |
doi: 10.1007/s12274-020-2808-7 |
| [1] | 吕宪伟, 丁信元, 龚家兴, 闫旭焕, 黄大勇, 耿建新, 袁忠勇. 轨道杂化在光催化与电催化中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100151 - . |
| [2] | 刘宇, 李鹏飞, 刘翼泽, 孙再成. 碳点作为单一光催化剂的最新进展[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100167 - . |
| [3] | 彭国强, 李秀艳, 李敏, 苏志博, 胡发露, 周国伟. 高效金属-有机框架的工程设计用于光催化CO2还原[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100164 - . |
| [4] | 张宇航, 李意, 曹玥晗, 帅英杰, 周宇, 周莹. Ir调控中间体生成类型抑制光催化甲烷转化中产物过氧化[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100173 - . |
| [5] | 陈芸, 邓代洁, 徐丽, 朱兴旺, 李赫楠, 孙成明. 共价键调控电荷转移以实现自供能电化学传感平台对重金属离子的灵敏分析[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100144 - . |
| [6] | 赵呈孝, 李昭霖, 吴东方, 杨小飞. SBA-15模板化共价三嗪框架增强光催化产氢[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100149 - . |
| [7] | 邱江源, 于涛, 陈均鑫, 李文轩, 张晓萱, 李金生, 郭瑞, 黄在银, 刘宣文. FeOOH调节Bi12O17Cl2@FeOOH异质结中Bi12O17Cl2的表面势阱深度以增强压电电荷转移和压电自芬顿催化[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100157 - . |
| [8] | 陈轼逸, 付家龙, 裘建平, 常国菊, 郝仕油. 废弃医用口罩衍生的碳量子点增强BiOBr/g-C3N4 S型异质结光催化降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100135 - . |
| [9] | 黄火帅, 韦之栋, 严嘉玮, 池家晟, 苏千翔, 陈铭夏, 江治, 孙洋洲, 上官文峰. 揭示ZnxCd1−xS固溶体光催化析氢中的直接-间接带隙跃迁机制[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100141 - . |
| [10] | 张凤英, 梅杨林, 蒋毓蔓, 郑申申, 郑凯波, 周莹. 瞬态吸收光谱在太阳能转化利用中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100118 - . |
| [11] | 王文龙, 郝文韬, 何浪, 乔佳, 李宁, 陈朝秋, 覃勇. 碳量子点/TiO2 S型异质结的能带和吸附工程促进光催化CO2甲烷化[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100116 - . |
| [12] | 冯乐乐, 白雪莹, 庞纪峰, 曹宏晨, 刘晓艳, 罗文豪, 杨小峰, 吴鹏飞, 郑明远. 单原子Pd促进的Cu催化剂用于乙醇脱氢[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100100 - . |
| [13] | 洪佳楠, 许辰宇, 刘烟, 黎昌棋, 王梦琳, 张彦威. 通过边缘活性位点调控解析光热催化中析氢与二氧化碳还原的界面竞争[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100099 - . |
| [14] | 韦梦兰, 欧晓霞, 王艺濛, 张梦圆, 滕飞, 王凯旋. S型异质结g-C3N4/Bi2WO6高效降解左氧氟沙星:性能、机理及降解路径[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100105 - . |
| [15] | 李静萍, 严素定, 吴佳曦, 程强, 王楷. LiFePO4改善无机/有机S型光催化剂的过氧化氢光合作用[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100104 - . |
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