纳米多孔金结构调控及电催化性能的研究
发布时间：2021-01-25 20:31
纳米多孔材料具有独特的双连续多孔结构,由于其较高的比表面积和低密度,在催化、传感、激发和新电化学能源系统中有着广泛的应用。本文选取了惰性过渡族金属元素:Au作为研究对象,采用Al0.66Au0.34作为前驱体合金,在相关腐蚀溶液中（HCl溶液）进行化学脱合金处理获得纳米多孔金材料,研究了前驱体条带转速、磁场及石墨烯对纳米多孔金材料的电化学性能的影响。通过X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电化学工作站等测试手段,对获得的纳米多孔金的组织结构、微观形貌及电催化性能等进行了研究。主要研究内容如下:（1）前驱体条带转速与纳米多孔金甲醇、过氧化氢催化活性的关系通过快速凝固技术制备了三种不同转速的Al0.66Au0.34前驱体合金条带,用脱合金的方法（脱合金溶液:5 wt.%HCl溶液）制备了具有三维双连续多孔结构的纳米多孔金材料;利用电化学循环伏安（CV）测试和动电位极化（Tafel）测试研究了三种电极对甲醇电氧化和过氧化氢还原的催化活性。随着转速的提高,Al0.66Au0.34前驱体合金条带的晶格常数a0和（220）晶面的择优取向因子Fe（220）均...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：241 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２利用损耗镀金方法得到的古代１：艺品??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｒｔｗｏｒｋｓ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ?ｇｉｌｄｉｎｇ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ??
ｍｍ??图１．３?Ａｕ１（）Ａｇｇ（）?（ａｔ．％）脱合金过程中孔隙形成与演化的模拟过程＿??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎ?ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ?ｐｉｔ?ｉｎ?Ａｕｉ〇Ａｇ９〇（ａｔ．％）ｔ６９］??图１．３是Ｅｒｌｅｂａｃｈｅｒ等人提出的脱合金过程中孔隙形成与演化的变化过程的??经典示意图。以金银合金脱合金为例，通过设定一个初始的圆形凹陷，Ａｕ原子??团族会在凹陷中心形核，随着时间的增加，凹陷分裂，每个凹陷都可以形核成大??为多孔结构。随着Ａｕ原子的释放，团簇的顶部含有较多Ａｕ原子，而底部则更??接近于原始合金成分。团簇底部会随着脱合金的进行发生脱落，进而被富金部分??覆盖，钝化，富金团簇相互连接，最后形成靭带和通道相互连续的三维多孔结构。??这一理论模型与数值分析相结合，与Ａｇ－Ａｕ合金在硝酸溶液中脱合金的真??实现象基本吻合，成功解释了脱合金过程中临界电位和临界成分的关键问题，建??立了脱合金现象的统一模型
实验所选川的合金均为纯度人Ｐ?９９．９９％的纯金属Ａ１和Ａｕ，按照原子比为??２：１?（质量比为２１．４６：７８．５４）的比例称量好之在充满氩气的真空感应炉中熔炼??付合金。为了避免熔炼的铸锭成分不均匀，反Ｍ熔炼两次。图２．２为熔炼获得的??紫金色铸锭，ｆｌ：怜约为３？４?ｃｍ。??图２．２寅．空恪炼炉制备的Ａｌ＿Ａｕ（ｕ４合金??Ｆｉｇ．２．２?Ａｌ〇?６６Ａｕ〇?３４?ａｌｌｏｙ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ｖａｃｕｕｍ?ｍｅｌｔｉｎｇ?ｆｕｒｎａｃｅ??随后取适量的母合金（１５？２０?ｇ）放入石英管屮，在氩气的保护气氛下，在??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋环境下磁场对电磁屏蔽涂层保护性能的影响[J]. 贺泽邦,杨敏娜,卢琳,李晓刚. 功能材料. 2017(01)
[2]低强度交变磁场对盐水中紫铜的缓蚀作用[J]. 孙旭辉,李迎,常星岚,孟祥旭,于海辉,王冬. 东北电力大学学报. 2015(05)
[3]Effects of Applied Magnetic Field on Corrosion of Beryllium Copper in NaCl Solution[J]. Jing Hu, Chaofang Dong, Xiaogang Li and Kui Xiao Corrosion & Protection Center, University of Science and Technology Beijing, Key Laboratory for Corrosion and Protection of Ministry of Education, Beijing 100083, China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(04)
[4]快速凝固新型Au-Ag-Ge合金薄带的制备[J]. 崔大田,王志法. 材料热处理学报. 2010(01)
[5]去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进展[J]. 谭秀兰,唐永建,刘颖,罗江山,李恺,刘晓波. 材料导报. 2009(05)
硕士论文
[1]纳米结构金与钯催化剂对甲醇和甲酸电催化氧化性能的研究[D]. 张进涛.山东大学 2008
本文编号：2999845
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：241 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２利用损耗镀金方法得到的古代１：艺品??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｒｔｗｏｒｋｓ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ?ｇｉｌｄｉｎｇ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ??
ｍｍ??图１．３?Ａｕ１（）Ａｇｇ（）?（ａｔ．％）脱合金过程中孔隙形成与演化的模拟过程＿??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎ?ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ?ｐｉｔ?ｉｎ?Ａｕｉ〇Ａｇ９〇（ａｔ．％）ｔ６９］??图１．３是Ｅｒｌｅｂａｃｈｅｒ等人提出的脱合金过程中孔隙形成与演化的变化过程的??经典示意图。以金银合金脱合金为例，通过设定一个初始的圆形凹陷，Ａｕ原子??团族会在凹陷中心形核，随着时间的增加，凹陷分裂，每个凹陷都可以形核成大??为多孔结构。随着Ａｕ原子的释放，团簇的顶部含有较多Ａｕ原子，而底部则更??接近于原始合金成分。团簇底部会随着脱合金的进行发生脱落，进而被富金部分??覆盖，钝化，富金团簇相互连接，最后形成靭带和通道相互连续的三维多孔结构。??这一理论模型与数值分析相结合，与Ａｇ－Ａｕ合金在硝酸溶液中脱合金的真??实现象基本吻合，成功解释了脱合金过程中临界电位和临界成分的关键问题，建??立了脱合金现象的统一模型
实验所选川的合金均为纯度人Ｐ?９９．９９％的纯金属Ａ１和Ａｕ，按照原子比为??２：１?（质量比为２１．４６：７８．５４）的比例称量好之在充满氩气的真空感应炉中熔炼??付合金。为了避免熔炼的铸锭成分不均匀，反Ｍ熔炼两次。图２．２为熔炼获得的??紫金色铸锭，ｆｌ：怜约为３？４?ｃｍ。??图２．２寅．空恪炼炉制备的Ａｌ＿Ａｕ（ｕ４合金??Ｆｉｇ．２．２?Ａｌ〇?６６Ａｕ〇?３４?ａｌｌｏｙ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ｖａｃｕｕｍ?ｍｅｌｔｉｎｇ?ｆｕｒｎａｃｅ??随后取适量的母合金（１５？２０?ｇ）放入石英管屮，在氩气的保护气氛下，在??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋环境下磁场对电磁屏蔽涂层保护性能的影响[J]. 贺泽邦,杨敏娜,卢琳,李晓刚. 功能材料. 2017(01)
[2]低强度交变磁场对盐水中紫铜的缓蚀作用[J]. 孙旭辉,李迎,常星岚,孟祥旭,于海辉,王冬. 东北电力大学学报. 2015(05)
[3]Effects of Applied Magnetic Field on Corrosion of Beryllium Copper in NaCl Solution[J]. Jing Hu, Chaofang Dong, Xiaogang Li and Kui Xiao Corrosion & Protection Center, University of Science and Technology Beijing, Key Laboratory for Corrosion and Protection of Ministry of Education, Beijing 100083, China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(04)
[4]快速凝固新型Au-Ag-Ge合金薄带的制备[J]. 崔大田,王志法. 材料热处理学报. 2010(01)
[5]去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进展[J]. 谭秀兰,唐永建,刘颖,罗江山,李恺,刘晓波. 材料导报. 2009(05)
硕士论文
[1]纳米结构金与钯催化剂对甲醇和甲酸电催化氧化性能的研究[D]. 张进涛.山东大学 2008
本文编号：2999845
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