RO135830A0 - PROCEDEU DE OBŢINERE MATERIALE MEZOPOROASE PE BAZĂ DE SnO 2 -WO 3 PENTRU PILELE DE COMBUSTIE CU ELECTROLIT POLIMER (PEMFC) - Google Patents

PROCEDEU DE OBŢINERE MATERIALE MEZOPOROASE PE BAZĂ DE SnO 2 -WO 3 PENTRU PILELE DE COMBUSTIE CU ELECTROLIT POLIMER (PEMFC) Download PDF

Info

Publication number
RO135830A0
RO135830A0 ROA202100698A RO202100698A RO135830A0 RO 135830 A0 RO135830 A0 RO 135830A0 RO A202100698 A ROA202100698 A RO A202100698A RO 202100698 A RO202100698 A RO 202100698A RO 135830 A0 RO135830 A0 RO 135830A0
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
sno2
hours
materials
mesoporous
distilled water
Prior art date
Application number
ROA202100698A
Other languages
English (en)
Other versions
RO135830B1 (ro
Inventor
Simona Somacescu
Daniela Cristina Culiţă
Petre Osiceanu
Jose Maria Calderon Moreno
Myrella-Izabella Dascalu
Original Assignee
Institutul De Chimie Fizică "Ilie Murgulescu" Al Academiei Române
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul De Chimie Fizică "Ilie Murgulescu" Al Academiei Române filed Critical Institutul De Chimie Fizică "Ilie Murgulescu" Al Academiei Române
Priority to ROA202100698A priority Critical patent/RO135830B1/ro
Publication of RO135830A0 publication Critical patent/RO135830A0/ro
Publication of RO135830B1 publication Critical patent/RO135830B1/ro

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • C01G19/02Oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la materiale oxidice mezoporoase pe bază de SnO2 - WO3 pentru pile de combustie cu electrolit polimer (PEMFC) şi la un procedeu de obţinere a acestora. Materialele oxidice mezoporoase conform invenţiei sunt materiale tip SnO2 - WO3 impregnate cu Pd şi Ru cu dimensiunea particulei cuprinsă între 20...60 nm şi particule faţetate cu dimensiunea particulei cuprinsă între 50...200 nm, având pori cu un grad ridicat de ordonare cu diametrul porilor cuprins între 4...10 nm, au suprafaţa specifică cuprinsă în intervalul 94...156 m2/g, au o distribuţie omogenă a metalelor asigurând indexarea într-o simetrie tetragonală tipică SnO2 formată în principal din ioni de Sn tetravalenţi (Sn4+) ceea ce conferă stabilitate în timp şi posedă particule de Pd având stări de oxidare multiple şi Ru în stare de oxidare redusă. Procedeul de obţinere conform invenţiei constă în sinteza directă a materialelor oxidice mezoporoase SnO2 şi WO3 prin dispersarea surfactantului neionic în apă distilată, adăugarea precursorilor anorganici şi precipitarea completă a acestora, urmată de un tratament hidrotermal la 160°C timp de 24 ore, precipitatul astfel obţinut fiind filtrat, spălat cu apă distilată, uscat la o temperatură de 80°C timp de 12 ore şi calcinat la 550°C timp de 8 ore în aer liber, procedeul de sinteză realizând depunerea Pd şi Ru prin impregnare şi reducere cu hidrazină urmat de tratament termic la 400°C pentru a asigura o interacţiune puternică a Pd şi Ru cu matricea oxidică de tip SnO2 - WO3.

Description

- â’At «INTRU INVBNT» Șl MĂRCI *r«H* iny.enți·
Descriere
Invenția se refera la procedeul de obținere al materialelor mezoporoase SnO2-x%WO3 (x = 10 si 30 % mol.), Pd/ SnO2-x%WO3 si respctiv PdRu/ SnO2-x%WO3 Materialele oxidice conform invenției sunt materiale care prezintă o structura organizata de mezopori, suprafețe specifice mari, distribuții înguste ale dimensiunilor porilor si dimensiuni de particula la scara nanometrica. Materialele mezostructurate obținute pot fi utilizate ca anozi in pilele de combustie cu electrolit polimer (PEMFC). O atentie deosebita se acorda in momentul actual schimbarilorclimatice,creșterii populației precum si resurselor limitate. Acoperirea necesarului de energie al umanitatii fiaria a genera substanțe toxice sau nocive este o provocare deosebit de importantia. Planul Strategic European pentru Tehnologia Energeticia (Planul SET) recunoaște aceastia situație si subliniază nevoia din ce in ce mai mare de energie cu emisii reduse de carbon, competitiva din punct de vedere al costurilor si tehnologii eficiente energetic. Ca urmare, dezvoltarea de noi tehnologii bazate pe surse regenerabile resurse devine imperativ in care rolul pilelor de combustie ca surse de electricitate ecologice este inevitabil. Dezvoltarea PEMFC va fi orientata către aplicatii electronice mici, de preferintia portabile, alimentat cu hidrogen stocat. Deoarece catalizatorii pe baza de platina prezintă o stabilitate electrochimica slaba pe termen lung, dezvoltarea unor noi materiale cu structuri ordonate de mezopori pe baza de SnO2-WO3 decorate du Pd si Ru, reprezintă o alternativa la anozii platinici. Motivele acestei alegeri sunt justificate de faptul ca paladiul este de aproximativ 50 de ori mai abundent pe Pamant decât platina si in consecința prețul este mai mic decât cel al platinei. Ruteniul poseda stări libere in jurul nivelului Pd Fermi si poate forma aliaje stabile cu paladiu sau poate fi incorporat in rețea cu diverse stări de valența. Ruteniul se gasestein cantitate mare pe Pamant si este mult mai ieftin comparativ cu alte metale nobile.Volframul, fie incorporat in rețeaua de SnO2 fie prezent ca faza secundara de WO3 sau in stări de oxidare inferioare (stare de oxidare < 6+) conferă rezistenta sporita fata de otrăvirea cu CO in timpul proceselor catalitice pe partea anodica in celulele de combustie, unde are loc oxidarea hidrogenului.
In brevetul CN110002549A este descrisa metoda de obținere a unui strat catalitic de tip SnO2WO3/nano grafit pentru un anod preparat pe o plasa de Ti negru pentru degradarea apelor uzate. Metoda de obținere a stratului catalitic cu compoziția mai sus menționata are loc in mai multe etape: i) prepararea nano-grafitului are loc printr-o reacție de oxidare a grafitului cu acid percloric si permanganat de potasiu in timp ce grafitul expandat se obține in urma unui tratament
de stripare termica intr-un cuptor cu microunde timp de 20s urmat de un proces de ultrasonicare timp de 12 in vederea obținerii dimensiunilor nanometrice. Ii) compozitul SnO2-WO3/nano-grafit a fost preparat prin metoda co-precipitiarii folosind clorura de Sn si volframat de amoniu ca si precursori anorganici pentru Sn si W. SnCh^FbO a fost dizolvata in etanol absolut iar după 3h de agitare enrgica a fost adaugata pulberea de grafit. O soluție de volframat de amoniu si polivinilpirolidonia (PVP) a fost adaugata iar soluție rezultata a fost tratata termic la 180 ° C timp de 3 ore. Solidul a fost separat, uscat la 60 ° C si tratat termic la 450 °C timp de 4 ore in vederea definitivării structurilor cristaline de SnO2 si WO3. Ultima etapa din procedeul de obținere a constat in macinarea pulberii obținute, spalarea cu apa si etanol de multe ori si uscarea la 60°C pentru a obține un material compozit SnO2-WO3/nano grafit
In brevetul KR101104215Bl«2012-01-10 este descrisa obținerea unui material senzitiv de tip SnO2 / WO3 utilixat pentru fabricarea unui senzor pentru detecția hidrogenului sulfurat. Conform invenției in senzorul de gaz dezvoltat, materialul senzitiv este un semiconductor de oxid metalic cu WO3 si SnO2 utilizati ca suporți petru depunerera deverselor metale catalitic active. In brevetul mai sus menționat, WO3 a fost sintetizat printr-o metodia sol-gel. 0,01 moli clorurua de wolfram au fost dizolvati in 0,1 L de alcool etilic (aldrich) sub agitare energica la 70°C timp de 36 de ore pentru ca in final sa se obțină o soluție omogena de de W (OC2H5)6. Pulberea de gel W(OH)e a fost precipitația folsind NH4OH ca agent de precipitare la un pH înjur de valoarea 5. Pentru spalarea precipitatului s-a folosit soluție apoasia de NH3NO3, apa distilatia si etanol pentru a indepiarta ionii de CI ramași in precipitat. îndepărtarea completa a ionilor de clor a fost confirmata prin reacția cu o soluție de AgNO3. Precipitatul obtinut a fost uscat la 100°C timp de 12 ore si calcinat la 500 °C pentru a se stabliza o structura nao-cristalina stabila de WO3. SnO2 comercial a fost utilizat in procesul de fabricare al senzorului in vederea stablizarii caracteristicilor electrice ale materialului senzitiv. In vederea creșterii performantei senzitive metale tranzitionale precum Pd, Pt, Ru (1 pânia la 5% procente de masa) au fost depuse pe suportii oxidici care conțineau SnO2 si WO3 prin impregnare. Pentru impregnare.
Brevetul KR100853086Bl«2008-08-19 prezintă metoda de sinteza a unor nanocristale si oxizi metalici, ca de exemplu din T1O2, ZnO, S1O2, SnO2, WO3, Ta2O3, BaTiO3, BaZrO3, ZrO2, HfO2, AI2O3, Y2O3, ZrSiO4, Fe2O3, Fe3O4 folosind diferiti agenti tensioactivi. Compozitul de tip oxidic cu structura nanocristalina conform revendicării 1, se obține prin utlizarea unui surfactant hidrofil, iar celialalt este un agent activ de suprafa de tip alchilamina.
Conform revendicării nr. 2 surfactantul hidrofil este cel puțin un compus reprezentat prin urmiatoarea formulia An- (Rm) -Bl cu A selectat din grupul constând dintr-o grupare tiol, o grupare amino, o grupare acid carboxilic, o grupare acid fosfonic, o grupare oxid de fosfmia, o grupare nitril si o grupare tiocianat; B este selectat din grupul constând dintr-o grupare hidroxil, o grupare acid carboxilic, o grupare amino, o grupare acid fosfonic si o grupare acid sulfonic iar R este cel puțin un membru selectat din grupul constând din grupiari hidrocarburi cum ar fi alchil si arii, polieter, etilen oxid si propilen oxid; n si 1 sunt fiecare un număr întreg de 1 sau mai mult, m este un numiar întreg cuprins intre 1 si 22. De asemenea, surfactantul alchilamina este selectat din grupul constând din monometilaminia, dimetilaminia, trimetilamina, monoetilamina, dietilaminia, trietilamin, izopropilamina, diizopropilamin, butilamina, di-n-propilamin, tri-npropilamina, monopropilamin, n-butilamina, dibutilamin, di-tert-butilamina, ciclohexilamina, diciclohexilamina, octilamina, dodecilamina, hexadecilamina, dimetilaminoetilamina, Netiletilendiamina, N, N-dimetil-l,3-propandiaminia si amestecuri ale acestora.
Brevetul CN109975367A descrie metoda de obținere a nomaterialui oxidic de tip WCb-SnCh cu morofologie de tip sfera pentru a fi folosit ca senzor pentru detecția acetonei. Procedeul se are la baza puncte cuantice modificate de Ag si consta in diseprsarea a 1,35908 g de volframat de sodiu dihidrat, 0,5334 g de stanat de sodiu trihidrat si 20 g de glucozia in apa, urmata de tratamentul hidrotermal in domeniul de temepratura 160 - 190 ° C; produsul obtinut după tratamentul hidrotermal a fost calcinat la 600 °C timp de 4 ore. Pulberea obtinuta, cu o morfologie de tip sfera la scara nanometrica si dimeniunea sferei mai mai mica de 60 nm s-a folosit pentru fabricarea stratului sensibil. Astfel, aceasta a fost adaugata peste o soluție de puncte cuantice de Ag si menținută la 70 ° pentru 12h, pulberea rezultata avand dimensiune de puncte cuantice modificate de asemenea mai mica de 60 nm. Metoda de preparare a unui material pulbere de detectare a gazului din nanosferia solidia WOs-SnOi de mai puțin de 60 nm pe baza modificării punctului cuantic Ag conform revendiciarii 2, in care soluția punctului cuantic Ag este obtinuta printr-o metoda care cuprinde următoarele etape: 0,4 mmol de pulbere de AgNOs a fost dizolvatia in 20 ml apia deionizatia. După sonicare timp de 2 minute, a fost tinut in repaus timp de 10 minute. Apoi, s-a adaugat încet, in piciatura, o soluție apoasia de amoniac 2% si soluția a fost menținută intr-o stare de agitare ușoara pana la precipitare.
Procedeul de sinteza conform invenției prezintă următoarele avantaje:
V Procedeul de obținere rezolva cu succes probleme aparute in cadrul metodelor clasice, precum co-precipitarea unde se obțin materiale cu care nu au o porozitate ordonata si poseda particule mari agmomerate sub forma unor clusteri, permițând printr-o sinteza directa hidrotermala prepararea unor materiale oxidice foarte bine organizate din punct de vedere textural cu omogenitate ridicata a elementelor chimice.
V structura de mezopori oferă o suprafața specifica mare, are distribuții înguste si uniforme ale dimensiunilor porilor si asigura astfel un transfer de masa imbunatatit al reactantilor si produsilor de reacție, asa cum este necesar in cazul anozilor pilelor de combustie PEMFC . Figurile 1-3 prezintă izotermele de adosrbtie-desorbtie de azot precum si distribuția dimensiunilor porilor, acestea fiind tipice pentru materialele mezoporoase in acord cu clasificarea IUPAC (izoterme de tip IV- după clasificarea IUPAC) reducerea dimensiunilor de particula obtinandu-se nanomateriale.
J reducerea costurilor de preparare in ceea ce privește atat procedeul ușor de obținere dar si compoziția materialelor care pot funcționa ca anozi in pilele de combustie (PEMFC)
Modificarea oxidului de staniu cu cantitati diferite de W (10 si 30 mol%), a condus la formarea unor materiale mezoporoase foarte bine organizate cu suprafețe specifice mari, peste 100 m /g (si distribuții relativ înguste ale dimensiunilor porilor. Creșterea conținutului de W a favorizarat o dezvoltare bimodala a dimensiunilor porilor. 10 mol.% W conduce la o distribuție uniforma si îngusta de pori (~7 nm), in timp ce triplarea conținutului de W favorizează formarea porilor mai largi, avand un diametru mediu ~10 nm. După depunerea Pd si Ru materialele isi mențin structura de mezopori insa modificări apar la distribuția dimensiunilor porilor. Datele texturale obținute din măsurătorile de adsorbtie/desorbtie de azot sunt prezentate in Tabelul 1.
Tabel 1. Sumarizarea datelor texturale
Proba Notatie proba Informații texturale din adsorbtie/desorptftie de azot /
SnO2-10%WO3 SnlOW Suprafața BET: 120m2/g Diametrul mediu al porilor: 7 nm
SnO2-30%WO3 Sn30W Suprafața BET: 150m2/g Diametrul mediu al porilor: 6 si 10 nm
Pd/ SnO2-10%WO3 Pd/SnlOW Suprafața BET: 156.8156 m2/g Suprafața micropori: 7.8402 m2/g
RO 135830 AO /2-
Diametrul mediu al porilor: 5 nm si 1 Onm
PdRu/ SnO2-10%WO3 PdRu/SnlOW Suprafața BET: 94.7031 m2/g Suprafața micropori: 2.8069 m2/g Diametrul mediu al porilor: 7 nm
Pd/SnO2-30%WO3 Pd/Sn30W Suprafața BET: 110.6688 m2/g Suprafața micropori: 2.3115 m2/g Diametrul mediu al porilor: 7 nm
PdRu/ SnO2-30%WO3 PdRu/Sn30W Suprafața BET: 114.7054 m2/g Suprafața micropori: 6.2763 m2/g Diametrul mediu al porilor: 5 nm si 10 nm
Izotermelede adsorbtie/desorbtie de azot prezentate in figurile 1-3 evidențiază formarea structurilor de mezopori, cu izoterme de tip IV, tipice materialelor mezoporoase, in accord cu clasificarea IUPAC. Creșterea temperaturii conduce la o scădere a suprafeței specifice insotita de o lărgire a dimensiunilor porilor.
Morfologia materialelor mezoporoase a fost investigate prin microscopie electronica de baleiaj (SEM) (Figurile 4-9). Materialele mezoporoase SnO2-10%WO3 prezintă o rețea poroasa formata din nanoparticule fine, in timp ce SnO2-30%WO3 prezintă o microstructura asemanatoare unui burete, cu microcanale, susținuta de un cadru poros format din nanoparticule constitutive cu dimensiuni sub 20 nm. Materialele mezoporoase impregnate cu Pd comporta nanocristale metalice de Pd de dimensiuni omogene si echiaxiale, de dimensiuni 60 ± 20 nm, care acoperia substratul suportul SnO2-10%WO3. Se observa depunerea unor clustere de nanocristale metalice mici Pd, cu dimensiuni sub 20 nm, pe suportul SnO2-30%WO3. Materialele mezoporoase pe care s-a depus Pd si Ru poseda cristale fatetate de Ru cu dimensiuni cuprinse in intervalul 50-200 nm, alaturi de nanoparticule de Pd.
Chimia suprafeței materialelor mezoporoase a fsot investigata prin spectroscopie de fotoelectroni cu raze X (XPS). Metoda de analiza a compoziției atomice si a chimiei speciilor atomice aflate pe suprafața probelor ( < lOnm ) s-a făcut cu ajutorul unui echipament PHI Quantera (USA-JAPAN). Nivelul vidului in camera de analiza este 10’10 Torr , iar radiația folosita este linia A1K monocromatizata situate la 1486.6 eV. Calibrarea măsurătorilor XPS s-a efectuat in zona energiilor de legătură precum si in intensitate folosind următorul set de radiatii:
RO 135830 AO //
Au4f, Ag 3d si Cu2p. Calibrarea interna s-a realizat folosind linia Cls = 284.8 eV ce rezulta din adsorbtia hidrocarburilor din mediul înconjurător.
In figura 10 sunt prezentate spectrele XPS de înalta rezoluție suprapuse (a-d) pentu materialele mezoporoase impregnate cu Pd si Ru: Pd/SnlOW, Pd/Sn30W, PdRu/SnlOW, PdRu/Sn30W. Toate elementele introduse din precursori anorganici au fost detectate pe suprafața. Ru a fost detectat pe suprafața in forma redusa (Ru3d5/2 la -281 eV) pentru probele contiand Ru. Sn a fost detectat in principal ca Sn4+ din rețeaua tetragonala de SnCE cu excepția probei PdRu/Sn30W,care prezintă o pondere mica de Sn in forma redusa (Sn2+), fapt confirmat de asimetria mai pronunatata spre energii de laegatura mai mici (fig. 10b). W este prezent pe suprafața in principal ca W6+ incorporat in rețea (W4f7/2 -35.6 eV), pentru toate materialele mezoporoase. Excepție face de asemenea proba mai sus menționata. Asa cum se poate observa in fig. 10c, spectrul de înalta rezoluție W4f pentru aceasta proba se prezintă sub forma de banda, acest lucru indicând prezenta unor specii chimice de W diferite. Figura lOe, evidențiază speciile chimice de W obținute in urma procesului de deconvolutie. Chimia Pd este evidențiata in Fig 11 (a-d) toate speciile chimice fiind asignate in urma procesului de deconvolutie: 1 = Pd°; 2 = Pd1+, 3 = Pd2+; 3 = Pd4+
Procedeul de sinteza conform invenției, presupune sinteza directa asociata cu tratamentul hidrotermal si depunerea prin impregnare a unor metalelor tranzitionale si consta in patru etape determinante asupra structurii poroase si a gradului sau de organizare.
Etapa I: dispersarea surfactantului neionic in apa distilata proces in vederea obținerii unei soluții micelare
Etapa II: ancorarea inilor de Sn si W, introduși din soluțiile apoase ale precursorilor anorganivi, in micelele formate
Etapa III: precipitarea ionilor se Sn si W cu acid sulfuric concentrat
Etapa IV. Aplicarea unui tratament hidrotermal la o temepratura de 160 °C timp de 24h. Precipitatul obtinut a fost filtrat si spalat cu apa distilata, uscat la 80 °C timp de 12 ore si calcinat la 550 °C timp de 8h in aer.
Etapa IV. Depunerea Pd si Ru prin impregnare cu soluțiile precursorilor anorganici (azotat de Pd si azotat nitrozil de Ru) si reducerea ulterioara cu hidrazina in vederea obținerii speciilor de Pd si Ru in stare redusa. In final pulberea rezultata este tratata termic la 400 °C pentru a asegura o interactie puternica a Pd si Ru cu matricea oxidica.
Se dau in continuare cateva exemple de realizare a invenției:
Exemplul 1. Suporți oxidici de tip 90%Sn02-10%W03 utilizad surfactant neionionic (Brij 52) g surfactant neionic (Brij 52) este dispersat in 100 ml apa distilata, sub agitare puternica la temepratura camerei, sub agitare puternica. După 4h de agitare se adauga se adauga precursorii anorganici 4.95g SnCU hidratata si respectiv 0.54 g (NHio)Wi204i, si se continua agitarea timp de 2h. Se reglează pH-ul la valoarea 2 cu o acid sulfuric concentrat pentru precipitarea completa a ionilor de Sn si W si se continua agitarea timp de 2h. Amestecul obtinut este incarcat intr.-o autoclava, pentru tratamentul hidro termal si este lasat la temperatura de 150 °C, timp de 24 ore Precipitatul obtinut astfel este filtrat si splalat cu apa distilata, uscat la temperatura de 80 °C, timp de 12h, apoi calcinat la 550 °C timp de 8h in aer, pentru definitivarea structurii cristaline si poroase.
Exemplul 2. Suporți oxidici de tip 70%Sn02-30%W03 utilizad surfactant neionionic (Brij 52) g surfactant neionic (Brij 52) este dispersat in 100 ml apa distilata, sub agitare puternica la temepratura camerei, sub agitare puternica. După 4h de agitare se adauga se adauga precursorii anorganici 3.8g SnCU hidratata si respectiv 1.6 g (NHio)Wi204i, si se continua agitarea timp de 2h. Se reglează pH-ul la valoarea 2 cu o acid sulfuric concentrat pentru precipitarea completa a ionilor de Sn si W si se continua agitarea timp de 2h. Amestecul obtinut este incarcat intr.-o autoclava, pentru tratamentul hidrotermal si este lasat la temperatura de 150 °C, timp de 24 ore Precipitatul obtinut astfel este filtrat si splalat cu apa distilata, uscat la temperatura de 80 °C, timp de 12h, apoi calcinat la 550 °C timp de 8h in aer, pentru definitivarea structurii cristaline si poroase.
Exemplul 3. Pd depus pe suporți oxidici de tip 90%Sn02-10%W03
Pentru depunerea Pd se utilizează 0.5 g pulbere oxidica 90%Sn02-10%W03. 0.1 g azotat de paladiu (PdNO3)2 se dizolva in 1 ml apa iar soluția de Pd se adauga peste pulberea oxidica. Pentru o dispersare foarte buna a Pd, pulberea impregnata este tratata timp de 5 minute intr-o baie de ultrasunete.Pulberea astfel impregnata cu precursorul de Pd este tratata cu 3 ml de hidrazina,
in vederea reducerii ionilor de Pd2+ la Pd metalic (Pd°). Se lașa pana a doua zi la temeperatura camerei, după care se usucă in etuva la 80 °C si 150 °C.
Exemplul 4. Pd depus pe suporți de tip 70%Sn02-30%W03
Pentru depunerea Pd se utilizează 0.5 g pulbere oxidica 70%Sn02-30%W03. 0.1 g azotat de paladiu (PdNO3)2 se dizolva in 1 ml apa iar soluția de Pd se adauga peste pulberea oxidica. Pentru o dispersare foarte buna a Pd, pulberea impregnata este tratata timp de 5 minute intr-o baie de ultrasunete.Pulberea astfel impregnata cu precursorul de Pd este tratata cu 3 ml de hidrazina, in vederea reducerii ionilor de Pd2+ la Pd metalic (Pd°). Se lașa pana a doua zi la temeperatura camerei, după care se usucă in etuva la 80 °C si 150 °C.
Exemplul 5. Pd si Ru depuși pe suporți de tip 90%Sn02-10%W03
Pentru depunerea Pd se utilizează 0.5 g pulbere oxidica 90%Sn02-10%W03. 0.1 g azotat de paladiu (PdNO3)2 se dizolva in 1 ml apa iar soluția de Pd se adauga peste pulberea oxidica. Pentru o dispersare foarte buna a Pd, pulberea impregnata este tratata timp de 5 minute intr-o baie de ultrasunete. Ulterior se adauga 2 ml de soluție de nitrat de ruteniu (III) nitrozil după care se mai ultrasonicheaza timp de 5 minute. Pulberea astfel impregnata cu precursori de Pd si Ru este tratata cu 3 ml de hidrazina, in vederea reducerii ionilor de Pd si Ru la Pd respectiv Ru metalic. Se lașa pana a doua zi la temeperatura camerei, după care se usucă in etuva la 80 °C si 150 °C.
Exemplul 6. Pd si Ru depuși pe suporți de tip 70%Sn02-30%W03
Pentru depunerea Pd se utilizează 0.5 g pulbere oxidica 70%Sn02-30%W03. 0.1 g azotat de paladiu (PdNO3)2 se dizolva in 1 ml apa iar soluția de Pd se adauga peste pulberea oxidica. Pentru o dispersare foarte buna a Pd, pulberea impregnata este tratata timp de 5 minute intr-o baie de ultrasunete. Ulterior se adauga 2 ml de soluție de nitrat de ruteniu (III) nitrozil după care se mai ultrasonicheaza timp de 5 minute. Pulberea astfel impregnata cu precursori de Pd si Ru este tratata cu 3 ml de hidrazina, in vederea reducerii ionilor de Pd2+ si Ru3+ la Pd respectiv Ru metalic. Se lașa pana a doua zi la temeperatura camerei, după care se usucă in etuva la 80 °C si 150 °C.

Claims (5)

  1. Revendicări 7
    1. Materiale oxidice de tip SnO2-WO3 si impregnate cu Pd si Ru, caracterizate prin aceea ca prezintă dimensiuni de particula la scara nanometrica, in pricipal 20 nm si 60 nm dar si particule fatetate cu dimensiuni cuprinse in intervalul 50-200 nm, pori cu un grad de ordonarare ridicat si diametrul porilor cuprins in intervalul 4-10 nm, iar suparafata specifica este de cuprinsa in intervalul 94-156 m2/g.
  2. 2. Materialele oxidice mezoporoase, conform revendicării 1, caracterizate prin aceea ca au o distribuție omogena a metalelor si asigura indexarea intr-o simetrie teragonala tipica SnO2, formata in principal din ioni de Sn teravalenti (Sn4+) ceea ce conferă stabilitate in timp.
  3. 3. Materialele oxidice mezoporoase, conform revendicării 1, caracterizate prin aceea ca poseda particule de Pd avand stări de oxidare multiple si Ru in stare de oxidare redusa.
  4. 4. Procedeu de sinteza al materialelor mezoporoase in revendicările 1 si 2, caracterizat prin aceea ca permite sinteza directa si consta in dispersarea surfactantului neionic in apa distilata, adaugarea precursorilor anorganici si precipitarea completa a acestora urmata de tratament hidrotermal la 160 °C timp de 24h. Precipitatul obtinut a fost filtrat si spalat cu apa distilata, uscat la 80 °C timp de 12 ore si calcinat la 550 °C timp de 8h in aer.
  5. 5. Procedeu de sinteza al materialelor mezoporoase in revendicările 1-3, caracterizat prin aceea ca permite depunerea Pd si Ru prin impregnare, reducere cu hidrazina si tratament termic la 400 °C pentru a asigura o interactie puternica a Pd si Ru cu matricea oxidica de tip SnO
ROA202100698A 2021-11-19 2021-11-19 Materiale oxidice mezoporoase de tip sno2-wo3 impregnate cu pd şi ru pentru pilele de combustie cu electrolit polimer şi procedeu de obţinere a acestora RO135830B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA202100698A RO135830B1 (ro) 2021-11-19 2021-11-19 Materiale oxidice mezoporoase de tip sno2-wo3 impregnate cu pd şi ru pentru pilele de combustie cu electrolit polimer şi procedeu de obţinere a acestora

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA202100698A RO135830B1 (ro) 2021-11-19 2021-11-19 Materiale oxidice mezoporoase de tip sno2-wo3 impregnate cu pd şi ru pentru pilele de combustie cu electrolit polimer şi procedeu de obţinere a acestora

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO135830A0 true RO135830A0 (ro) 2022-06-30
RO135830B1 RO135830B1 (ro) 2024-07-30

Family

ID=82214557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA202100698A RO135830B1 (ro) 2021-11-19 2021-11-19 Materiale oxidice mezoporoase de tip sno2-wo3 impregnate cu pd şi ru pentru pilele de combustie cu electrolit polimer şi procedeu de obţinere a acestora

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO135830B1 (ro)

Also Published As

Publication number Publication date
RO135830B1 (ro) 2024-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. WO3–x nanoplates grown on carbon nanofibers for an efficient electrocatalytic hydrogen evolution reaction
Liu et al. Band-gap engineering of porous BiVO 4 nanoshuttles by Fe and Mo co-doping for efficient photocatalytic water oxidation
US10022709B2 (en) Process for the production of non-sintered transition metal carbide and nitride nanoparticles
Almeida et al. A novel nanocomposite based on TiO2/Cu2O/reduced graphene oxide with enhanced solar-light-driven photocatalytic activity
CN107115861B (zh) 一种Au-TiO2-x催化剂及其应用
Li et al. In situ thermal-assisted loading of monodispersed Pt nanoclusters on CdS nanoflowers for efficient photocatalytic hydrogen evolution
Pham et al. Inhibition of charge recombination of NiTiO3 photocatalyst by the combination of Mo-doped impurity state and Z-scheme charge transfer
Baturina et al. Effect of nanostructured carbon support on copper electrocatalytic activity toward CO2 electroreduction to hydrocarbon fuels
Zhang et al. One-step synthesis of the PdPt bimetallic nanodendrites with controllable composition for methanol oxidation reaction
Xiao et al. De-alloyed ternary electrocatalysts with high activity and stability for oxygen reduction reaction
Wu et al. Phase engineering of dual active 2D Bi2O3-based nanocatalysts for alkaline hydrogen evolution reaction electrocatalysis
CN112458495B (zh) 一种钌基过渡金属氧化物固溶体的电催化剂及其制备方法和应用
CN101224435A (zh) 一种负载型PtRu合金催化剂及其制备方法
CN108611658A (zh) 一种一维多孔纳米复合材料及其制备方法和在电解水中的应用
Dong et al. Facile preparation of Zn x Cd 1− x S/ZnS heterostructures with enhanced photocatalytic hydrogen evolution under visible light
Wang et al. Ultrathin black TiO 2 nanosheet-assembled microspheres with high stability for efficient solar-driven photocatalytic hydrogen evolution
Chen et al. Janus Ru/RuO2 nano-boomerangs on carbon as pH-universal electrocatalysts with bifunctional activity toward the hydrogen/oxygen evolution reaction
CN111266109A (zh) 一种Ru-WOx纳米线HER催化剂及其制备方法
Feng et al. A universal approach to the synthesis of nanodendrites of noble metals
Lan et al. Facile construction of a hierarchical Bi@ BiOBr–Bi 2 MoO 6 ternary heterojunction with abundant oxygen vacancies for excellent photocatalytic nitrogen fixation
Mao et al. Pt–Ni x alloy nanoparticles: a new strategy for cocatalyst design on a CdS surface for photo-catalytic hydrogen generation
Kamyabi et al. Rational design of PdCu nanoparticles supported on a templated Ni foam: The cooperation effect of morphology and composition for electrocatalytic oxidation of ethanol
Zou et al. Maximizing Fe-N exposure by tuning surface composition via twice acid treatment based on an ultrathin hollow nanocarbon structure for highly efficient oxygen reduction reaction
Chattopadhyay et al. Performance of tin doped titania hollow spheres as electrocatalysts for hydrogen and oxygen production in water electrolysis
CN113113624B (zh) 一种以碳纳米管为载体的纳米铂催化剂及其制备方法