Galvanostatic experiments were perf

Galvanostatic experiments were performed for both LaNiO3 and NiO in 5, 1, and 0.1 M KOH containing 0.33 M urea at a constant current of 30 μA, or 10 A g−1 of catalyst. This current was chosen on the basis of our group’s previous work on the OER and ORR and existing literature that tests the stability of catalysts for hydrogen generation through water electrolysis and is much less than the currents generated for the activities reported above.15,19 As can be seen in Figure 8b, LaNiO3 in 5 M KOH appears to be stable throughout the entire test with a terminal voltage of +0.409 V vs Hg/HgO after 6000 s, 54 mV less anodic than for the NiO catalyst. In 1 M KOH LaNiO3 required a potential of 0.555 V to produce 10 A g−1 after 6000 s, while the NiO, required 0.556 V to produce 10 A g−1. In 0.1 M KOH the LaNiO3 catalyst appears to undergo an initial deactivation or restructuring before stabilizing at 0.714 V while the NiO catalyst is unstable, approaching 1 V at 6000 s and increasing rapidly. These results indicate that lower overpotentials are required to produce 10 A g−1 for urea oxidation on LaNiO3 versus NiO and that LaNiO3 appears to be a stable catalyst at current densities that are relevant for use in applications such as hydrogen generation and direct urea fuel cells. ■ CONCLUSION LaNiO3 nanoparticles were synthesized via reverse-phase hydrolysis to form mixed-metal hydroxide precursor particles followed by thin-film freezing, lyophilization, and calcination. A phase-pure perovskite was obtained that shows a higher catalytic activity toward urea oxidation than previously reported materials at a fraction of the cost of other nickel-rich catalysts. While previously reported materials for the electrooxidation of urea, such as various morphologies of NiO, contain nickel in the 2+ oxidation state, it appears from the proposed reaction mechanism that a catalyst containing Ni3+ would be much more active. Lowered activity of the catalyst was observed during repeated cycling at high pH due to restructuring of the perovskite surface, as well as possible catalyst poisoning due to reaction products. Dissolved carbon dioxide was shown to completely deactivate the perovskite catalyst, likely due to strong adsorption to nickel active sites resulting in the formation of NiCO3. These phenomena apply not only to the electrooxidation of urea on LaNiO3 but also to all oxidative reactions on nickel-containing perovskites. Despite these issues, galvanostatic experiments generating currents of a relevant magnitude for use in applications such as hydrogen generation and fuel cells showed LaNiO3 perovskite to be stable and generate the same currents as similarly prepared NiO at a lower overpotential. LaNiO3 remains a promising catalyst for the electrooxidation of urea, and by supporting perovskite nanoparticles on Vulcan carbon they may be used as a low-cost catalyst for the generation of hydrogen as a fuel and the remediation of an abundant waste.

Kết quả (Việt) 1:

Galvanostatic thí nghiệm đã được thực hiện cho cả hai LaNiO3 và NiO 5, 1 và 0.1 M KOH chứa 0,33 M urê tại một dòng liên tục của 30 μA, hoặc 10 A g−1 chất xúc tác. Điều này hiện nay đã được lựa chọn trên cơ sở các công việc trước đây của chúng tôi nhóm OER và ORR và văn học hiện tại xét nghiệm sự ổn định của chất xúc tác cho hydro thế hệ thông qua các điện phân nước và ít hơn nhiều so với các dòng điện được tạo ra cho các hoạt động báo cáo above.15,19 có thể nhìn thấy ở con số 8b, LaNiO3 trong 5 M KOH xuất hiện để được ổn định trong suốt bài kiểm tra toàn bộ với thiết bị đầu cuối điện áp của +0.409 V vs Hg/HgO sau 6000 s , 54 mV anodic ít hơn cho các chất xúc tác NiO. Trong 1 M KOH LaNiO3 yêu cầu một tiềm năng của 0.555 V để sản xuất 10 A g−1 sau 6000 s, trong khi NiO, yêu cầu 0.556 V để sản xuất 10 A g−1. Ở 0.1 M KOH là chất xúc tác LaNiO3 dường như trải qua một vô hiệu hóa ban đầu hoặc cơ cấu lại trước khi ổn định tại 0.714 V, trong khi các chất xúc tác NiO là không ổn định, tiếp cận 1 V tại 6000 s và tăng lên nhanh chóng. Những kết quả này chỉ ra rằng overpotentials thấp hơn là cần thiết để sản xuất 10 g−1 cho quá trình oxy hóa urê LaNiO3 so với NiO và LaNiO3 rằng dường như là một chất xúc tác ổn định tại mật độ hiện hành có liên quan để sử dụng trong các ứng dụng chẳng hạn như hydrogen generation và urê trực tiếp tế bào nhiên liệu. ■ kết luận LaNiO3 hạt nano được tổng hợp qua giai đoạn đảo ngược thủy phân để tạo thành hỗn hợp kim loại hydroxit tiền thân của hạt theo sau là mỏng-film đóng băng, lyophilization và calcination. Perovskit pha tinh khiết đã thu được cho thấy một hoạt động xúc tác cao đối với urê quá trình oxy hóa hơn so với trước đây báo cáo tài liệu ở một phần nhỏ của chi phí của chất xúc tác niken phong phú khác. Trong khi báo cáo trước đây tài liệu cho electrooxidation urê, chẳng hạn như morphologies khác nhau của NiO, có chứa niken trong trạng thái 2 + oxy hóa, nó xuất hiện từ cơ chế phản ứng được đề xuất rằng một chất xúc tác chứa Ni3 + sẽ hoạt động nhiều hơn nữa. Giảm hoạt động của các chất xúc tác được quan sát trong quá trình lặp đi lặp lại chạy xe đạp tại cao vn do cơ cấu lại các Perovskit bề mặt, cũng như là thể chất xúc tác ngộ độc do sản phẩm phản ứng. Điôxít cacbon hòa tan được hiển thị để tắt hoàn toàn các chất xúc tác Perovskit, có thể do hấp phụ mạnh mẽ để nickel các trang web hoạt động dẫn đến sự hình thành của NiCO3. Những hiện tượng áp dụng không chỉ để electrooxidation urê trên LaNiO3, nhưng cũng để tất cả các phản ứng oxy hóa trên có chứa niken perovskites. Mặc dù những vấn đề này, galvanostatic thí nghiệm tạo ra dòng điện cường độ có liên quan để sử dụng trong các ứng dụng chẳng hạn như hydrogen generation và tế bào nhiên liệu cho thấy LaNiO3 Perovskit được ổn định và tạo ra dòng điện tương tự như là tương tự như chuẩn bị sẵn sàng NiO tại một overpotential thấp hơn. LaNiO3 vẫn còn là một chất xúc tác đầy hứa hẹn cho electrooxidation urê, và bằng cách hỗ trợ Perovskit hạt nano trên Vulcan Bon họ có thể được sử dụng như một chất xúc tác chi phí thấp cho thế hệ của hydro là một nhiên liệu và khắc phục một sự lãng phí dồi dào.

Kết quả (Việt) 2:

thí nghiệm Galvanostatic được thực hiện cho cả hai LaNiO3 và NiO trong 5, 1, và 0,1 M KOH có chứa 0,33 M urê tại một dòng điện không đổi 30 μA, hoặc 10 A g-1 của chất xúc tác. Điều này hiện nay đã được lựa chọn trên cơ sở công việc trước đó nhóm của chúng tôi trên OER và Orr và văn học hiện có mà kiểm tra sự ổn định của chất xúc tác cho thế hệ hydro bằng điện phân nước và ít hơn nhiều so với các dòng điện tạo ra cho các hoạt động báo cáo above.15,19 Như có thể được nhìn thấy trong hình 8b, LaNiO3 trong 5 M KOH dường như ổn định trong suốt toàn bộ bài kiểm tra với một điện áp đầu cuối của 0,409 V vs Hg / HgO sau 6000 s, 54 mV ít anốt hơn cho chất xúc tác NiO. Trong 1 M KOH LaNiO3 cần một tiềm năng của 0,555 V để sản xuất 10 A g-1 sau 6000 s, trong khi NiO, cần 0,556 V để sản xuất 10 A g-1. Trong 0,1 M KOH là chất xúc tác LaNiO3 xuất hiện để trải qua một Chấm dứt hoạt ban đầu hoặc tái cơ cấu trước khi ổn định tại 0,714 V trong khi chất xúc tác NiO là không ổn định, gần 1 V 6000 s và gia tăng nhanh chóng. Những kết quả này chỉ ra rằng overpotentials thấp được yêu cầu để sản xuất 10 A g-1 cho quá trình oxy hóa urê trên LaNiO3 so NiO và LaNiO3 dường như là một chất xúc tác ổn định ở mật độ hiện hành có liên quan để sử dụng trong các ứng dụng như thế hydro và tế bào nhiên liệu urê trực tiếp . ■ Kết luận LaNiO3 hạt nano đã được tổng hợp qua ngược pha thủy phân để tạo thành hỗn hợp kim loại hạt hydroxit tiền thân tiếp theo thin- fi lm lạnh, lyophilization, và nung. Một perovskite pha tinh khiết thu được cho thấy một hoạt tính xúc tác cao hơn đối với quá trình oxy hóa urê hơn vật liệu báo cáo trước đó ở một phần nhỏ của chi phí của các chất xúc tác niken giàu khác. Trong khi báo cáo trước đây nguyên liệu cho electrooxidation urê, chẳng hạn như hình thái khác nhau của NiO, chứa niken trong 2+ oxi hóa, nó xuất hiện từ cơ chế phản ứng đề xuất một chất xúc tác có chứa Ni3 + sẽ được chủ động hơn. hoạt động giảm của chất xúc tác đã được quan sát trong quá trình đi xe đạp lặp đi lặp lại ở pH cao do tái cơ cấu của bề mặt perovskite, cũng như ngộ độc chất xúc tác có thể do sản phẩm phản ứng. Hòa tan carbon dioxide đã được chứng minh là hoàn toàn tắt là chất xúc tác perovskit, có thể do khả năng hấp thụ mạnh mẽ đến các trang web hoạt động nickel dẫn đến sự hình thành của NiCO3. Những hiện tượng này không chỉ áp dụng cho các electrooxidation urê trên LaNiO3 mà còn cho tất cả các phản ứng oxy hóa trên perovskites niken chứa. Mặc dù những vấn đề này, các thí nghiệm galvanostatic tạo ra dòng điện của một cường độ có liên quan để sử dụng trong các ứng dụng như tế bào thế hệ hydro và nhiên liệu cho thấy LaNiO3 perovskite được ổn định và tạo ra các dòng cùng chuẩn bị như tương tự NiO tại một quá thế thấp hơn. LaNiO3 vẫn còn là một chất xúc tác đầy hứa hẹn cho các electrooxidation urê, và bằng cách hỗ trợ các hạt nano perovskite trên Vulcan carbon họ có thể được sử dụng như một chất xúc tác chi phí thấp cho các thế hệ của hydro làm nhiên liệu và việc xử lý của một sự lãng phí dồi dào.