通过非热等离子体处理,改进了表面化学和提高了纳米颗粒的能量性能
Prawal P K Agarwal1, Themis Matsoukas1
1Department of Chemical Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, United States.
Nano letters
|June 8, 2023
概括
等离子处理通过修改Al2O3外来增强纳米粒子 (Al NP) 的氧化. 这种表面工程可以增加33%的能量释放,用于能源应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 纳米粒子 (AlNP) 对于能源应用至关重要.
- NP上的原生氧化 (Al2O3) 层通过作为扩散屏障来阻碍能量释放.
- 对AlNP的表面修改是克服氧化物外所造成的局限性的关键.
研究的目的:
- 使用非热等离子体设计Al NPs的表面化学.
- 研究表面修饰对Al NPs的氧化行为和能量释放的影响.
- 提高ALNP的能量性能,用于先进的应用.
主要方法:
- 在高功率和短时间的非热等离子处理.
- 使用高分辨率传输电子显微镜 (HRTEM),富里埃变换红外光谱 (FTIR) 和X射线光电子光谱 (XPS) 进行修改过的Al NP的表征.
- 热分析包括热重力测量分析 (TGA) 和差分扫描热量测量 (DSC) 来评估氧化和热释放.
主要成果:
- 表面修改成功地将Al2O3外与Al-H合,由HRTEM,FTIR和XPS证实.
- 经过治疗的AlNP显著增加了氧化和热释放.
- 与未经处理的Al NPs相比,在表面经过修改的Al NPs中观察到释放热量的33%增加.
结论:
- 非热等离子体是一种有效的方法,用于设计Al NP的外化学.
- 通过Al-H兴奋剂进行表面修饰可以提高Al NPs的氧化率和能量释放.
- 这种方法有望在各种应用中提高ALNP的能量性能.
