基于攀西钛资源的Ti4O7纳米材料的可控制备及其燃料电池高值应用研究
批准号:
U19A20100
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
247.0 万元
负责人:
王煜
依托单位:
学科分类:
冶金物理化学与冶金原理
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
王煜
中文摘要
我国四川攀西地区蕴藏着上百亿吨的钒钛磁铁矿资源,钛资源储量占中国的95%。黑钛Ti4O7拥有优异的导电性与耐腐蚀性,在铅酸电池、燃料电池、锂离子电池、热电材料等领域展现出极高的应用前景。为解决现有生产工艺难以获得高纯度Ti4O7产品的技术难题,本项目拟利用前期研究工作获得的规整均一的原子级管壁厚度的TiO2或偏钛酸纳米管为原材料,热处理过程中确保O原子或H原子的快速及同步扩散,从而实现Magnéli相均质转变,获得高纯相Ti4O7产品。通过系统研究H原子与O原子在Magnéli相中的扩散以及晶体结构转变规律,指导纯相Ti4O7材料的批量化生产工艺。并将其用作氢氧燃料电池ORR催化剂的载体,有望获得优异的催化活性与稳定性,从而实现商业燃料电池催化剂中贵金属的部分替代和Ti4O7材料的高值应用。本项目的成功实施将为四川省钛资源的高值利用以及氢能源技术的发展提供宝贵的实践经验与理论指导。
英文摘要
Ti4O7 is an attractive material with excellent electrical conductivity and corrosion resistance. However, the Ti4O7 products obtained by high-temperature reduction are accompanied with other Magnéli phases, due to the inhomogeneous particle size of TiO2 served as raw materials, which seriously impedes the large-scale applications of Ti4O7 materials. For controllable preparation of pure Ti4O7 materials, it is necessary to reveal the diffusion processes of O atom and H atom during the sintering process, and strictly control the diffusion distance of O atom or H atom. Herein, we intend to employ the uniform atomic thickness of TiO2 nanotubes obtained in our previous work, to demonstrate the diffusion of H atoms and O atoms in Magnéli phase at atomic scale during the sintering process, and to achieve the large-scale preparation of pure Ti4O7 phase. For pursuing high-value application of Ti4O7 materials, we will explore the activity and stability of Ti4O7 materials served as ORR catalyst carrier for hydrogen fuel cell. This program closely combines the national strategy project for hydrogen energy with the advantages of titanium resources in Sichuan Province to develop the preparation process of Ti4O7 materials and NM-Ti4O7 catalysts, thereby providing practical experience and theoretical guidance for the high-value utilization of titanium resources and the development of hydrogen energy.
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DOI:
10.1038/s41467-022-35623-5
发表时间:
2022-12-22
期刊:
NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:
16.6
作者:
[Xu, Fan, Li, Yuke, Zou, Qing, He, Yu Shuang, Shen, Zijia, Li, Chen, Zhang, Huijuan, Wang, Feipeng, Li, Jian, Wang, Yu]
通讯作者:
Wang, Yu
DOI:
10.1016/j.jcis.2023.11.106
发表时间:
2023-11
期刊:
Journal of colloid and interface science
影响因子:
9.9
作者:
[Yanan Zheng;Yiwei Mou;Yanwei Wang;Jin Wan;Guangxu Yao;Chuanzhen Feng;Yue Sun;Longhua Dai]
通讯作者:
Yanan Zheng;Yiwei Mou;Yanwei Wang;Jin Wan;Guangxu Yao;Chuanzhen Feng;Yue Sun;Longhua Dai
DOI:
10.1039/d1nr07502k
发表时间:
2022
期刊:
Nanoscale
影响因子:
6.7
作者:
[Gangquan Xiong, Yanwei Wang, Fan Xu, Gangrong Tang, Huijuan Zhang, Feipeng Wang, Yu Wang]
通讯作者:
Yu Wang
DOI:
10.1039/d0tc01521k
发表时间:
2020-06-14
期刊:
JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C
影响因子:
6.4
作者:
[Xu, Fan, Wang, Hongxia, Wang, Yu]
通讯作者:
Wang, Yu
DOI:
10.1016/j.apsusc.2022.154810
发表时间:
2022-09-13
期刊:
APPLIED SURFACE SCIENCE
影响因子:
6.7
作者:
[Feng, Chuanzhen, Wu, Yu, Wang, Yu]
通讯作者:
Wang, Yu
共 56 条
Ti4O7/NC双基底金属单原子催化剂的可控制备及其燃料电池高效应用研究
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批准号:22371022
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:王煜
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依托单位:
类铂碳化钒与单层石墨烯异质结构的设计制备及电催化氢氧化增强机理的研究
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批准号:21971027
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王煜
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依托单位:
新颖三明治状双层石墨烯包覆纳米粒子的复合结构的设计合成以及储锂协同增强效应的研究
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批准号:21373280
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项目类别:面上项目
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资助金额:82.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王煜
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依托单位:
国内基金
海外基金