多孔铁碳合金的制备及性能研究

发布时间：2017-10-31 04:00

  本文关键词：多孔铁碳合金的制备及性能研究

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【摘要】：多孔金属材料是金属基体与孔隙共同构成的复合材料,它不仅比重低、强度高,而且具有消音、减振、耐热、渗透等诸多良好性能,因而广泛应用在化工、建筑、国防、医学、环保等领域。与多孔铝、多孔镁等低熔点材料相比,多孔铁的强度、高温性能,能量吸收性能更加优秀,因而成为众多科技工作者研究的热点之一。首先采用水解沉淀法将Fe Cl3水解得到Fe(OH)3沉淀,并在空气中煅烧生成Fe2O3,然后在H2气氛中还原,成功制备出多孔铁碳合金,在此基础上调节酸性废水的p H值,使溶液中的铁离子沉淀析出,接着在H2气氛中还原得到多孔铁碳合金。本研究为酸性废水的处理和多孔铁碳合金的制备提供了一种新的方法。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、氮吸附仪(BET)和电化学工作站等对试样进行了表征。研究了淀粉添加量和还原温度等对多孔铁碳合金的影响,确定了产物平均粒径的范围,并探讨了不同实验条件下产物的电化学性能。结果表明,采用水解沉淀-还原法,淀粉添加量为22%,还原温度为750℃时,所制备的多孔铁碳合金中孔的结构、分布均匀,比表面积较大,晶粒较小,平均粒径为25~55nm。水解沉淀-还原法与废水沉淀-还原法所制备的多孔铁碳合金相比较,前者的晶粒更小,且腐蚀电位更高,耐腐蚀性较好。
【关键词】：淀粉添加量 还原温度 晶粒粒径 多孔铁碳合金
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG141;TB383.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 引言9-10
• 第1章 文献综述10-20
• 1.1 多孔金属材料简介10
• 1.2 多孔金属材料的研究现状10-11
• 1.3 多孔金属材料的性能及应用11-14
• 1.3.1 结构材料11
• 1.3.2 功能材料11-14
• 1.4 传统制备多孔金属材料的方法14-18
• 1.4.1 铸造法14-16
• 1.4.2 金属烧结法16-17
• 1.4.3 沉积法17-18
• 1.5 多孔金属材料研究中存在的问题18
• 1.6 含铁废水的处理18-19
• 1.7 多孔铁碳合金材料的发展前景19-20
• 第2章 研究方案20-22
• 2.1 研究目标20
• 2.2 研究内容及方法20
• 2.3 关键问题与创新点20-21
• 2.4 技术路线21-22
• 第3章 水解沉淀-还原法制备多孔铁碳合金22-43
• 3.1 实验原料及主要设备22-23
• 3.2 实验方法及步骤23-24
• 3.2.1 铁氢氧化物的制备23
• 3.2.2 铁氧化物的制备23
• 3.2.3 铁碳合金的制备23-24
• 3.3 样品的表征24-28
• 3.3.1 SEM表征24-25
• 3.3.2 XRD表征25
• 3.3.3 微观结构参数检测25-28
• 3.4 多孔铁碳合金粉末的制备28-35
• 3.4.1 不同升温速率对多孔铁碳合金的影响28
• 3.4.2 多孔铁碳合金的微观形貌28-29
• 3.4.3 淀粉添加量对多孔铁碳合金的影响29-31
• 3.4.4 还原温度对多孔铁碳合金的影响31-35
• 3.5 块状多孔铁碳合金的制备35-38
• 3.5.1 块状多孔铁碳合金的微观形貌35-36
• 3.5.2 淀粉添加量对块状多孔铁碳合金的影响36-37
• 3.5.3 还原温度对块状多孔铁碳合金的影响37-38
• 3.6 一步法制备块状多孔铁碳合金38-42
• 3.6.1 多孔铁碳合金的微观形貌38-39
• 3.6.2 淀粉添加量对多孔铁碳合金的影响39-40
• 3.6.3 还原温度对多孔铁碳合金的影响40-42
• 3.7 小结42-43
• 第4章 废水沉淀-还原法制备多孔铁碳合金43-52
• 4.1 块状多孔铁碳合金的制备43-48
• 4.1.1 煅烧产物的分析43
• 4.1.2 多孔铁碳合金的微观形貌43-44
• 4.1.3 不同淀粉添加量对多孔铁碳合金的影响44-45
• 4.1.4 不同还原温度对多孔铁碳合金的影响45-48
• 4.2 一步法制备块状多孔铁碳合金48-51
• 4.2.1 多孔铁碳合金的微观形貌48-49
• 4.2.2 淀粉添加量对多孔铁碳合金的影响49
• 4.2.3 还原温度对多孔铁碳合金的影响49-51
• 4.3 小结51-52
• 第5章 多孔铁碳合金的电化学性能研究52-62
• 5.1 水解沉淀-还原法制备多孔铁碳合金的电化学性能52-56
• 5.1.1 块状多孔铁碳合金的电化学性能52-54
• 5.1.2 一步法制备的块状多孔铁碳合金的电化学性能54-56
• 5.2 废水沉淀-还原法制备多孔铁碳合金的电化学性能56-59
• 5.2.1 块状多孔铁碳合金的电化学性能56-57
• 5.2.2 一步法制备的块状多孔铁碳合金的电化学性能57-59
• 5.3 制备工艺对多孔铁碳合金的电化学性能影响59-61
• 5.4 小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 导师简介68-69
• 作者简介69-70
• 学位论文数据集70

【参考文献】

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本文编号：1120649