Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2016

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Wysokoazotowe chitynowe materiały węglowe

Ilnicka A., Łukaszewicz J. P.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

2016

T. 19, nr 2

205--215

The large-scale practical application of fuel cells will be difficult to realize if the expensive platinum-based electrocatalysts for oxygen reduction reactions (ORRs) cannot be replaced by other efficient, low-cost, and stable electrodes. This paper concerns nitrogencontaining carbon materials which can act as a metal-free potential new electrode material. Nitrogen-doped microporous carbons were fabricated by an original simple chemical activation method in which chitin and Na2CO3 were employed as the carbon precursor and activation agent, respectively. In addition, a couple of samples were synthesized with urea. The textural and chemical properties of the porous carbons could be easily controlled by changing the Na2CO3/chitin ratio and activation temperature. The microstructure and composition were extensively investigated by the elemental analysis, low temperature nitrogen sorption, X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning electron microscopy. The resulting carbons show well-developed porosity and different amounts of nitrogen, depending on preparation conditions. It is found that the pyrolysis temperature yielded a considerable effect on the pore structure, elemental composition, and chemical configuration. Microporosity was the main contributor to the total pore volume for all carbons. Due to high pore volume, well-suited porosity and high nitrogen content (9.87 wt.%), these porous carbons may be applied as electrode material for oxygen reduction reaction. The presented exceptional features such as simple and convenient preparation procedure, easily obtained raw materials (chitin), and low cost, makes that new nitrogen-doped activated carbons are promising materials for microbial fuel cells.

Otrzymywanie nowych wysokoazotowych materiałów węglowych cieszy się coraz większym zainteresowaniem, o czym świadczą liczne prace pojawiające się na przestrzeni ostatnich lat. Zainteresowanie tą grupą materiałów wynika z szerokiego pola ich zastosowań, m.in. w adsorpcji CO2 lub w urządzeniach elektrochemicznych. Występowanie określonych grup funkcyjnych na powierzchni wysokoazotowych materiałów węglowych determinuje pole ich zastosowań. Nowe materiały węglowe zostały otrzymane poprzez zaproponowaną metodę aktywacji chemicznej, w której chityna i Na2CO3 były odpowiednio wykorzystane jako prekursor węglowy i czynnik aktywujący. Ponadto kilka próbek zsyntetyzowano z dodatkiem mocznika. Własności teksturalne i chemiczne porowatych węgli mogą być łatwo sterowane przez zmianę stosunku Na2CO3/chityna i temperatury aktywacji. Mikrostruktura i skład zostały gruntownie zbadane poprzez analizę elementarną, izotermy sorpcji azotu, rentgenowską spektroskopię oraz skaningową mikroskopię elektronową. Uzyskane węgle wykazują wysoko rozwiniętą porowatość i różne ilości azotu, zależne od warunków prowadzonego procesu. Stwierdzono, że temperatura pirolizy ma znaczący wpływ na strukturę porów, skład pierwiastkowy i konfigurację chemiczną. Temperatura pirolizy od 600 do 900°C wpływa na powierzchnię właściwą i zawartość azotu w węglu aktywowanym. Mikropory stanowią dominującą formę w całkowitej objętości porów. Ze względu na dużą objętość porów, dobrze określoną mikroporowatość i wysoką zawartość azotu (9,87% wag.) te porowate węgle mogą być przykładowo stosowane jako materiał elektrodowy w reakcji redukcji tlenu.

Chitozan w syntezie węgli aktywowanych wzbogaconych w azot - najnowsze osiągnięcia

Ilnicka A., Wasiniak B., Łukaszewicz J. P.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

2016

T. 19, nr 3

379--390

The paper reviews several methods for the preparation of chitosan-originated nitrogenrich activated carbons N_AC. The review considers the historical aspect of the synthesis development including the first scientific paper and patent application in this field. The relationship between the method for N_AC manufacturing from chitosan and their textural properties as surface area, total pore volume, and the nature of the porosity is presented. The influence of the N_AC obtaining method on the nitrogen content in the carbons is discussed, too. Identified potential applications of chitosan-originated N_ACs are described in relation to their basic physical and chemical properties.

W ostatnich pięciu latach bogate w azot polimery naturalne, jak chityna i chitozan oraz inne materiały biologiczne o wysokiej zawartości azotu, są intensywnie badane jako prekursory węgli aktywowanych o wysokiej zawartości azotu. Szczególnie często obiektem badań jest chitozan jako surowiec karbonizacyjny. Zainteresowanie materiałami posiadającymi na powierzchni heteroatomowe grupy funkcyjne, w szczególności połączenia węgiel-azot, wynika głównie z nadziei na zastosowanie ich jako materiału elektrodowego w elektrochemicznych źródłach prądu, takich jak superkondensatory, baterie metal-powietrze czy ogniwa paliwowe. Opublikowane wyniki wskazują na istotnie korzystne właściwości elektrod i całych urządzeń elektrochemicznych zbudowanych w oparciu o wysokoazotowe materiały węglowe otrzymane z chitozanu. Niniejsza praca jest pierwszym w literaturze podsumowaniem stanu badań nad metodami syntezy węgli aktywowanych otrzymywanych z chitozanu w ciągu ostatnich 5 lat.