Nitrogen-doped hierarchically porous carbon derived from ZIF-8 and its improved effect on the dehydrogenation of LiBH4

脱氢 氮气 材料科学 化学工程 兴奋剂 碳纤维 化学 多孔性 纳米技术 复合材料 催化作用 有机化学 光电子学 复合数 工程类
作者
Yan Zhao,Yongchang Liu,Hongyan Kang,Kangzhe Cao,Yijing Wang,Lifang Jiao
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:41 (39): 17175-17182 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2016.07.266
摘要

Nitrogen-doped hierarchically porous carbon (NHPC) materials have been synthesized by using a zeolitic imidazolate framework, ZIF-8, as self-sacrificing template. The initial derived carbon (D-carbon) contains a 3-dimensional (3D) hierarchically porous carbon framework with rich nitrogen doping (11.22%). Chemical activation by KOH, the further activated carbon (Ac-carbon) shows a specific high surface area (2477 m2 g−1), but lower N content (1.99%). LiBH4-(D-carbon)/(Ac-carbon) is prepared by ball-milling method and the dehydrogenation performance of LiBH4 is significantly improved. More than 6.13 wt% H2 can be released from either of the two mixtures within 100 min at 320 °C, respectively, showing better dehydrogenation performance than that of pure LiBH4. Additionally, the controlled experiments reveal that those improved dehydrogenation properties of LiBH4 might be attributed to the synergetic contributions of high N heteroatom loading, large surface area and catalysis of carbon materials. We provided a simple method to prepare solely MOF-derived nitrogen-doped carbon materials, which might be a promising catalyst for the hydrogen storage materials.
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