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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。欧洲杯足球竞彩
目前需要找到生产清洁能源的新方法，碱性燃料电池因其低排放和高效率而成为一种潜在的解决方案。然而，这些燃料中的催化阴极材料还不能用于商业用途。欧洲杯足球竞彩目前，许多电极采用Pt/C杂化材料，不仅价格昂贵，而且催化活性不能满足应用要求。
为了提高燃料电池的商业潜力，研究人员提出了一种非常聪明的方法，不仅可以生产新的碳材料，还可以通过回收废弃污泥并将其用作碳源来帮助缓解其他环境问题。欧洲杯足球竞彩
城市污泥是目前许多地区面临的一个问题，传统的污泥处置方法占用大量空间，存在安全风险，成本高。因此，将污泥中的成分转化为可用材料的能力被认为是解决城市污泥污染相关问题的最大潜力，从而最大限度地利用现有资源。欧洲杯足球竞彩
污水污泥主要由有机物、蛋白质和无机氧化物组成，是理想的起始材料和碳源。对于电极生产和环境影响而言，将污泥转化为掺杂杂原子的碳材料似乎是最有用的方法。欧洲杯足球竞彩
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。
研究人员使用热重和差示扫描量热法(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, JEOL Ltd)、x射线衍射(XRD, D8-Advance)、傅里叶变换红外光谱(FTIR，美国96热电子公司)，拉曼光谱(Renishaw in Via Reflex)，化学吸附表面积分析(ASAP 2020, Micromeritics)和x射线光电子光谱(XPS, AES430S, ANELVA)。电化学测量使用电化学工作站(CHI 660E，上海晨华仪器有限公司)进行，可以进行循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)测量。
要求提供有关参考仪器的更多信息
反应充分利用了污泥中的碳、氮、铁原子，充分利用了可膨胀的层间结构和铁柱蒙脱土Fe-Mt的模板效应。Fe-Mt柱的结构是最有用的，具有最高的比表面积、ORR活性、免疫甲醇交叉能力和在碱性介质中的耐久性。
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。
用Fe-Mt柱制成的材料被记为Fe-Mt- ss - c。与其他材料相比，该材料具有更多的吸附位点和更高效的电子结构，因而具有更高的电催化ORR活性。欧洲杯足球竞彩这最终提高了电极材料的导电性和电化学活性。
起始电位（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。欧洲杯足球竞彩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。
资料来源和进一步阅读
- “基于模板辅助铁柱蒙脱土的污泥三维多掺杂多孔碳/石墨烯增强氧还原反应”-陈敏，
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