热处理的Ni-和Co-struvites作为质子导电性的功能材料
Stephanos Karafiludis1,2, Biswajit Bhattacharya1, Ana Guilherme Buzanich1
1Federal Institute for Materials Research and, Testing, Unter den Eichen 87, 12205 Berlin, Germany. tomasz.stawski@bam.de.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|May 31, 2023
概括
我们从M-struvites中合成了质子导电过渡金属酸盐 (TMPs). 低温加工产生了高导电性Ni-和Co-dittmarites,对电化学应用和废水回收有用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 无机化学 无机化学
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 质子导电过渡金属酸盐 (TMP) 对于电化学应用至关重要.
- 从可持续来源开发TMP的高效合成路线是一个持续的挑战.
- 斯特鲁维特沉为从废水中回收过渡金属提供了潜在的途径.
研究的目的:
- 通过M-struvites (NH4MPO4·6H2O) 的直接热处理来描述导质子TMPs的合成.
- 调查由TMPs产生的热史,结构特征和质子导电性之间的结构属性关系.
- 探索回收的M-struvites的潜力,以便在电化学应用中将其回收成功能性材料.
主要方法:
- 在不同温度下直接热处理M-struvites (M = Ni2+, Co2+).
- 基于振动和同步子的光谱方法 (FT-IR,FT-RS,XAS) 用于结构阐明.
- 在室温和不同湿度水平下测量质子导电性.
主要成果:
- 尼-斯特鲁维特转化为稳定的无形相 (90°C
- 在加热后,co-struvite产生了连续的结晶相,其中有短暂的无形成分.
- 在200°C以下合成的多层M-dittmarite (NH4MPO4·H2O) 呈现出高质子导电性:4.2 × 10-5 S cm-1 (Ni) 和> 10-4 S cm-1 (Co).
- 这些导电性与已知材料如Nafion,MOF和矿相美,即使在低湿度下也是如此.
结论:
- 热加工的M-struvites提供了一个直接的途径合成质子导电TMPs.
- 低温合成产生的高导电性M-dittmarite相具有电化学装置的潜力.
- 回收的M-struvites可以再循环转化为有价值的TMP,为资源回收和材料开发提供一种可持续的方法.
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