Published July 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Facile preparation of glycine-based mesoporous graphitic carbons with embedded cobalt nanoparticles
Creators
- 1. Institut de Ciència de Materials de Barcelona
- 2. Consejo Superior de Investigaciones Científicas
- 3. National University of Jujuy
- 4. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 5. Instituto de Arqueología-Mérida
- 6. Universidad de Extremadura
- 7. Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia
Description
Abstract A simple route has been developed for the preparation of mesoporous graphitic carbons with embedded cobalt nanoparticles just using glycine as a nitrogen source, cobalt nitrate and distilled water. After heating the mixture to 300 °C under magnetic stirring, a dry solid product was obtained, which was then carbonized at 900 ºC under argon atmosphere. Changing the glycine/Co molar ratio allowed controlling the size of the cobalt particles and their dispersion in the carbon matrix, the porosity of the carbon and its graphitic character. The carbon–metal composites obtained were tested as oxygen cathodes in Li–O 2 batteries. Cells assembled exhibited a full discharge capacity up to 2.19 mAh cm −2 at a current of 0.05 mA cm −2 and over 39 cycles at a cutoff capacity of 0.5 mAh cm −2 . This work provides a green, feasible and simple way to prepare mesoporous graphitic carbons with embedded cobalt nanoparticles without involving templates. Graphical abstract
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تطوير مسار بسيط لتحضير كربونات الجرافيت متوسطة المسام مع جسيمات الكوبالت النانوية المدمجة فقط باستخدام الجلايسين كمصدر للنيتروجين ونترات الكوبالت والماء المقطر. بعد تسخين الخليط إلى 300 درجة مئوية تحت التحريك المغناطيسي، تم الحصول على منتج صلب جاف، والذي تم تفحمه بعد ذلك عند 900 درجة مئوية تحت جو الأرجون. سمح تغيير النسبة المولية للجليكاين/Co بالتحكم في حجم جزيئات الكوبالت وتشتتها في مصفوفة الكربون ومسامية الكربون وطابعه الجرافيتي. تم اختبار المركبات الكربونية المعدنية التي تم الحصول عليها على أنها كاثودات أكسجين في بطاريات Li - O 2. أظهرت الخلايا المجمعة قدرة تفريغ كاملة تصل إلى 2.19 مللي أمبير في الساعة سم −2 عند تيار 0.05 مللي أمبير سم −2 وأكثر من 39 دورة عند قدرة قطع تبلغ 0.5 مللي أمبير في الساعة سم −2 . يوفر هذا العمل طريقة خضراء ومجدية وبسيطة لتحضير كربونات الجرافيت متوسطة المسام مع جسيمات الكوبالت النانوية المدمجة دون إشراك القوالب. ملخص رسوميTranslated Description (French)
Résumé Une voie simple a été développée pour la préparation de carbones graphitiques mésoporeux avec des nanoparticules de cobalt incorporées en utilisant uniquement la glycine comme source d'azote, le nitrate de cobalt et l'eau distillée. Après chauffage du mélange à 300 °C sous agitation magnétique, on obtient un produit solide sec qui est ensuite carbonisé à 900 °C sous atmosphère d'argon. L'évolution du rapport molaire glycine/Co a permis de contrôler la taille des particules de cobalt et leur dispersion dans la matrice carbonée, la porosité du carbone et son caractère graphitique. Les composites carbone-métal obtenus ont été testés comme cathodes à oxygène dans des batteries Li–O 2. Les cellules assemblées présentaient une capacité de décharge totale jusqu'à 2,19 mAh cm −2 à un courant de 0,05 mA cm −2 et sur 39 cycles à une capacité de coupure de 0,5 mAh cm −2 . Ce travail fournit un moyen vert, réalisable et simple de préparer des carbones graphitiques mésoporeux avec des nanoparticules de cobalt intégrées sans impliquer de modèles. Résumé graphiqueTranslated Description (Spanish)
Resumen Se ha desarrollado una ruta simple para la preparación de carbonos grafíticos mesoporosos con nanopartículas de cobalto incrustadas utilizando solo glicina como fuente de nitrógeno, nitrato de cobalto y agua destilada. Después de calentar la mezcla a 300 ºC con agitación magnética, se obtuvo un producto sólido seco, que luego se carbonizó a 900 ºC en atmósfera de argón. Cambiar la relación molar glicina/Co permitió controlar el tamaño de las partículas de cobalto y su dispersión en la matriz de carbono, la porosidad del carbono y su carácter grafítico. Los compuestos carbono-metal obtenidos se probaron como cátodos de oxígeno en baterías de Li-O 2. Las células ensambladas exhibieron una capacidad de descarga completa de hasta 2.19 mAh cm −2 a una corriente de 0.05 mA cm −2 y durante 39 ciclos a una capacidad de corte de 0.5 mAh cm −2 . Este trabajo proporciona una forma verde, factible y simple de preparar carbonos grafíticos mesoporosos con nanopartículas de cobalto incrustadas sin involucrar plantillas. Resumen gráficoFiles
s10853-022-07421-3.pdf.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:96343085154863026d754deaaab53e5a
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحضير سهل للكربونات الجرافيتية متوسطة المسام القائمة على الجليكاين مع جسيمات الكوبالت النانوية المدمجة
- Translated title (French)
- Préparation facile de carbones graphitiques mésoporeux à base de glycine avec des nanoparticules de cobalt intégrées
- Translated title (Spanish)
- Preparación fácil de carbonos grafíticos mesoporosos a base de glicina con nanopartículas de cobalto incrustadas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4285089528
- DOI
- 10.1007/s10853-022-07421-3
References
- https://openalex.org/W2042537526
- https://openalex.org/W2080292924
- https://openalex.org/W2095430572
- https://openalex.org/W2095890537
- https://openalex.org/W2101219671
- https://openalex.org/W2130539739
- https://openalex.org/W2153185280
- https://openalex.org/W2159411932
- https://openalex.org/W2611469778
- https://openalex.org/W2613030675
- https://openalex.org/W2754490826
- https://openalex.org/W2771902525
- https://openalex.org/W2777645867
- https://openalex.org/W2790087907
- https://openalex.org/W2791885883
- https://openalex.org/W2796460997
- https://openalex.org/W2797028019
- https://openalex.org/W2804376499
- https://openalex.org/W2808959951
- https://openalex.org/W2900531813
- https://openalex.org/W2917700258
- https://openalex.org/W2921042992
- https://openalex.org/W2944628361
- https://openalex.org/W2947108586
- https://openalex.org/W2952314082
- https://openalex.org/W2958467132
- https://openalex.org/W2966267207
- https://openalex.org/W2969258680
- https://openalex.org/W2976384023
- https://openalex.org/W2982363425
- https://openalex.org/W3006197672
- https://openalex.org/W3008786602
- https://openalex.org/W3011475431
- https://openalex.org/W3012505248
- https://openalex.org/W3038034957
- https://openalex.org/W3045144056
- https://openalex.org/W3057375821
- https://openalex.org/W3093718083
- https://openalex.org/W3108692275
- https://openalex.org/W3120379412
- https://openalex.org/W3137907564
- https://openalex.org/W3159726602
- https://openalex.org/W3164505442
- https://openalex.org/W3181352236
- https://openalex.org/W3185508536
- https://openalex.org/W3198895601