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随着社会的进步，人们越来越需要解决日益严重的能源消耗和环境污染问题。研究人员一直在努力寻找生产清洁能源和减少我们对环境足迹的新方法。来自中国的一组研究人员现在已经开发出一种利用污水污泥生产多孔碳材料的创新方法，从而成为一种对环境友好的污泥回收方法。亚博网站下载
目前需要寻找产生清洁能量的新方法，碱性燃料电池由于其低排放和高效率而成为一种潜在的解决方案。然而，这些燃料中的催化剂的阴极材料尚未准备好用于商业用途。亚博网站下载目前，许多电极使用不仅昂贵的PT / C杂化材料，但催化活性不能满足应用需求。
努力提高燃料电池的商业潜力，研究人员提出了一个非常聪明的路线，不仅产生新的碳材料，还可以通过回收废物污泥并将其用作碳源来帮助缓解其他环境问题的过程。亚博网站下载
城市污泥目前是许多领域的问题，传统的污泥处理方法占用了大量空间，构成了安全风险，成本高。因此，将污泥内的组件转换为可用资源，以可用材料转化为可用材料的能力被视为具有解决与市政污泥污染相关的问题的潜力。亚博网站下载
污水污泥主要由有机物，伴随蛋白质和无机氧化物组成，使其成为理想的起始材料和碳源。对于电极生产和环境影响，污泥将污泥转化为杂原子掺杂的碳材料似乎是最有用的方式。亚博网站下载
研究人员利用阳离子交换反应开发了多掺杂多孔石墨烯/碳材料。研究人员使用氧还原反应，利用污泥作为碳源，掺杂杂原子和一个由铁柱撑蒙脱石组成的模板。结果是一种具有石墨烯结构的三维碳纳米材料。
为了表征材料，研究人员使用热重量和差示扫描量热法（TG-DSC，STA-449F3 NetAsch），扫描电子显微镜（SEM，Carl Zeiss），透射电子显微镜（TEM，JEM-3010，JEOLLTD），X射线衍射（XRD，D8 - 前进），傅立叶变换红外光谱（FTIR，American 96 Thermo-Electron Corporation），拉曼光谱（通过反射中的renishaw），化学吸附表面积分析（ASAP 2020，Microseritics）和X射线光电子能谱（XPS，AES430S，Anelva）。使用电化学工作站（Chi 660e，上海Chenhua仪器CO）进行电化学测量，其允许采取循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）测量。
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反应充分利用污泥中的碳，氮和铁原子，并利用了Fe-Pillared Montmorillililonite Fe-Mt的可扩张层间结构和模板效果）。发现由Fe-MT柱产生的结构是最有用的，并且具有最高的比表面积，ORR活性，免疫甲醇交叉和耐久性在碱性介质中的能力。
这些性能也被发现优于20%的铂电极使用的商业。铁柱法还发现，污泥的去除和循环，即氧还原反应，更有效。
使用Fe-MT柱生产的材料已表示为Fe-MT-SS-C。该材料还具有通过具有更多吸附位点和更有效的电子结构而具有增强的电催化ORR活性，而不是其他材料产生。亚博网站下载这最终提高了电极材料的电导率和电化学活性。
发病潜力（0.03V）和E的值1／2(−0.09V)的Fe-SS-C电极性能优于市场上可用的20 wt% Pt/C电极。(−0.02V、−0.18V)。该材料优异的ORR活性归因于其三维多孔结构、高石墨化程度和大量缺陷和掺杂原子之间的协同作用。
研究人员不仅发现了一种环保的方法来生产可用于绿色能源应用的碳材料，他们还发现了一种在同一过程中回收污泥的新方法。亚博网站下载FE-Mt-SS-C材料作为一种高效ORR电催化剂具有巨大的商业潜力。
来源和进一步阅读
- “三维多掺杂多孔碳/石墨烯衍生自污水污泥，与模板辅助FE柱蒙脱石，用于增强氧还原反应” - Chen M.，
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