在高压下分析MOFS的储氢电位

为了提高氢经济性，确定金属有机框架（MOF）和其他微孔材料的储氢能力非常重要。氢燃料电池设计的一个重要方面是开发一种有效的储氢方法。欧洲杯足球竞彩

当氢气作为压缩气体储存时，它具有低能量密度的体积和质量高的能量密度，因此使其不适合储存。此外，在液态中保持氢不是节能。

储氢潜力

氢可以通过吸附作用储存在固体材料中。这是一个合适的替代方案，因为与压缩气态氢相比，它需要更少的体积，并且比液化氢所需的能量更少。高压氢可添加到MOF上，并可作为吸附气体储存。由于获得了高的氢能量密度和可逆吸附的可获得性，该过程是非常理想的。

高压体积分析仪

四个MOF使用一个高压容量分析仪（HPVA）从Micromeritics。目的是确定这些MOF的储氢电位，其包括基石F300，铁基有机骨架和基石C300，一种基于铜的有机框架。在该研究中，将每种MOF的约500mg定位在真空下，并使用HPVA DEGAS端口逐渐加热至200℃，再加热12小时。

然后在液氮温度下在液氮浴中检查所有四个样品，使用HPVA的低温选项在高达100巴压力下进行。在分析期间，利用等温夹套在分析期间维持样品低温区。在77 k下，每个MOF都显示出具有F300吸附最少的F300的变化量，并且最吸附的C300。图1显示了由分析产生的等温的图。

图1。从77K处的氢的各种MOF的分析产生多余的等温线的覆盖。固体圆形代表吸附等温线，空心圆形代表解吸等温线。

在图1中，等温线显示了吸附达到最大值并随着压力增加而减少的现象。这归因于压力增加时材料孔隙中的氢密度增加。吸附氢的密度比氦（He）等非吸附气体的密度高得多。

静态容量法

鉴于样品池中测得的气体量取决于氦密度及其随后的自由空间体积（包括孔隙内的体积），因此发现样品池中的自由气体量被高估。当静态体积使用诸如HPVA的技术，可以看到等温仪中的最大值。这用于产生剩余等温线（图1）。

为了产生绝对等温，必须在计算中考虑孔体积和气体密度。鉴于这些材料的孔径和分布没有立即可用于大多数用户，剩余等温线将足够并且通常报告。欧洲杯足球竞彩

从剩余等温线获得材料存储能力的另一种技术是观察吸附作为样品重量的函数的气体量。为了储存目的，重量百分比的氢气摄取为7％至8％。图2显示了重量百分比图的叠加层。这些图基于图1中所示的等温。

图2。在77 K下用氢气分析的各种MOF的重量百分比图。

由于碱性沸石C300在77 K时吸附了最大量的氢，因此在另外两个温度下也对MOF进行了检查。在一次分析中，使用冰浴将样品保持在0°C，而在另一次分析中，通过循环水容器将样品保持在30°C。在这两个实验中，使用氢气在高达200 bar的压力下给样品添加剂量，这是HPVA可获得的最大压力范围。图3显示了剩余等温线，图4显示了重量百分比图。

图3。在0°C（深蓝色）和30°C（浅蓝色）下，基沸石C300上的吸氢量。

图4。在0℃（深蓝色）和30°C（浅蓝色）的基石C300上氢的重量百分比图。

结论

这个微粉体是评估高表面积MOF和其他高度微孔材料中的储氢电位的合适的研究工具。欧洲杯足球竞彩凭借其宽的温度范围，其能力可达200​​巴的压力，HPVA适用于在复杂条件下进行样本，同时为用户提供精确的信息。

本信息来源、审查和改编自Micromeritics Instrument Corporation提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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