溶液燃烧合成纳米钼基材料及性能研究
发布时间：2021-07-15 11:51
钼基材料具有独特的物理化学性质,在冶金、化工和宇航等诸多领域有着广泛应用,同时在催化、储能、半导体和医疗等新兴领域也展现出很好的应用前景。寻求出可实现钼基材料的纳米化、结构调控和均匀掺杂等的先进制备方法,已成为研究热点。溶液燃烧合成是一种简便高效、能耗小和成本低的新型湿化学方法,可快速合成单一或多组分的纳米材料。本论文将溶液燃烧合成方法应用于钼基材料的制备。主要研究内容如下:（1）以钼酸铵为钼源,硝酸铵为氧化剂,甘氨酸为燃料,采用溶液燃烧合成方法制备多孔泡沫状二氧化钼纳米材料,系统研究了甘氨酸燃料对产物相组成和显微结构的影响,阐明了合成机理。研究表明,当甘氨酸/硝酸铵摩尔比Φ=0.50时为化学计量比,具有最高的燃烧温度（683 ℃）,反应生成的大量NH3与钼酸铵热解生成的MoO3发生还原反应而形成由20-30 nm纳米颗粒组成的泡沫状Mo02;Φ0<0.50时为贫燃料反应,燃烧温度过低,无法合成MoO2;Φ>0.50,为富燃料反应,过量甘氨酸消耗大量热量,燃烧温度降至457℃-527℃,产物为10nm MoO2纳米颗粒与无定形碳的混合物（Φ=0.75）或全部为无定形结构的氧...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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即２．５１?ｉ和３．０２ｉ，使得Ｍ〇０２具有一般氧化物不具备的金属导电特性。??因此，Ｍｏ０２作为锂离子电池和超级电容器等领域的电极材料具有巨大的应??用潜力，同时，晶体结构中具有的隧道状间隙（如图２－２所示），非常有利??于离子的嵌入与脱出。此外，由于不同于Ｍｏ０３中的Ｍｏ６＋的价带电子被［Ｍ〇０６］??八面体中的０原子束缚，Ｍｏ０２中的Ｍｏ４＋价带中的自由电子密度较高，使得??Ｍ〇０２具有良好的催化活性，在催化领域具有很好的应用前景。??ｋ?＾?Ｍ＾＾ｕｎｎｅ，ｓｉｔｅ??ｒ?抓＇，參??图２－２?Ｍ〇０２的晶体结构示意图Ｉ８，９１??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌｌｅｄ?Ｍｏ〇２
了粘合剂的引入，同时也有效地降低了催化材料与金属间的接触电阻。ＪｉｎＹ??等［３３］报道了一种Ｍｏ０２纳米花负载于泡沫Ｎｉ上微电极催化材料（ＮＦＬ??Ｍｏ０２／ＮＦ）（图２－３?ａ－ｆ），该材料在１?ＭＫＯＨ的碱性电解质中表现出高的ＨＥＲ??催化活性，经电化学测试（图２－３?ｇ－ｈ），ＮＦＬ?ＭｏＣＶＮＦ的起始电位接近于０?Ｖ??（ｖｓ．ＲＨＥ），过电位仅为Ｋ）ｍＶ时，ＮＦＬＭｏ０２／ＮＦ表面即可产生明显气泡，??而且过电位仅需要５５?ｍＶ和８０?ｍＶ，电流密度就能达到为１０?ｍＡ和２０?ｍＡ，??同时ＮＦＬ?Ｍｏ０２／ＮＦ表现出极好的催化稳定性，采用１００?ｍＶ的进行测试２５?ｈ??后的电流密度仍保持９４．３?％。??：??？■?＊￥?？？?．＜ｊ?ｍ?????—．．．．．．—??????????—Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?／?Ｖ?ｖ？．??图２－３卿［１＼１〇０２／＾的８￡１＼１图、７￡］＞１图、极化曲线和塔菲尔曲线１３３丨??（ａ），?（ｂ），?（ｃ）?ＳＥＭ；?（ｄ＞，?（ｅ），?（ｆ）?ＴＥＭ；?（ｇ）极化曲线；（ｈ俾菲尔曲线??Ｆｉｇ．?２－３?（ａ－ｃ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＮＦＬ?ＭｏＯｚ／ＮＦ，?（ｄ）?ＴＥＭ，?（ｅ）?ＨＲＴＥＭ?ａｎｄ?（ｆ）?ＳＴＥＭ??ｉｍａｇｅ?ｆｏｒ?Ｍ０Ｏ２，?（ｇ）?Ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ａｎｄ?（ｈ）?Ｔａｆｅｌ?ｐｌｏｔｓ?ｆｏｒ?Ｎｉ?ｆｏａｍ，??ＮＦＬ?Ｍ０Ｏ２／?ＮＦ?ａｎｄ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?Ｐｔ／Ｃ?ｉｎ?１?Ｍ?ＫＯＨ【３３Ｌ??近期
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化镧弥散强化钼合金裂纹扩展的TEM原位观察[J]. 张国君,刘刚,孙院军,孙军. 稀有金属材料与工程. 2010(05)
[2]稀土氧化镧掺杂钼合金的强化机制研究[J]. 张国君,孙院军,牛荣梅,孙军,魏建峰,栾永刚,赵宝华,杨刘晓,马保平. 稀有金属材料与工程. 2005(12)
[3]稀土掺杂钼的强韧化与电子发射性能研究[J]. 张久兴,周美玲,左铁镛,聂祚仁,胡延槽,王金淑. 北京工业大学学报. 1998(03)
[4]掺杂三氧化二钕对钼丝显微组织和性能影响的研究[J]. 董长升. 稀有金属材料与工程. 1994(06)
本文编号：3285652
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１八面体、?ａ－Ｍｏ〇３、Ｐ－Ｍ０Ｏ３?和?ｈ－Ｍｏ〇３?的晶体结构｜７，８１??（ａ）八面体；（ｂ）?ａ－Ｍｏ０３；?（ｃ）?ｐ－Ｍｏ０３；?（ｄ）?ｈ－Ｍｏ０３??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌｅｄ?（ａ）?Ｍｏ〇６?ｏｃｔａｈｅｄｒａ、（ｂ）?ａ－Ｍｏ〇３、（ｃ）??Ｐ－Ｍｏ０３?和（ｄ）ｈ－Ｍｏ０３丨７?８Ｌ??
即２．５１?ｉ和３．０２ｉ，使得Ｍ〇０２具有一般氧化物不具备的金属导电特性。??因此，Ｍｏ０２作为锂离子电池和超级电容器等领域的电极材料具有巨大的应??用潜力，同时，晶体结构中具有的隧道状间隙（如图２－２所示），非常有利??于离子的嵌入与脱出。此外，由于不同于Ｍｏ０３中的Ｍｏ６＋的价带电子被［Ｍ〇０６］??八面体中的０原子束缚，Ｍｏ０２中的Ｍｏ４＋价带中的自由电子密度较高，使得??Ｍ〇０２具有良好的催化活性，在催化领域具有很好的应用前景。??ｋ?＾?Ｍ＾＾ｕｎｎｅ，ｓｉｔｅ??ｒ?抓＇，參??图２－２?Ｍ〇０２的晶体结构示意图Ｉ８，９１??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌｌｅｄ?Ｍｏ〇２
了粘合剂的引入，同时也有效地降低了催化材料与金属间的接触电阻。ＪｉｎＹ??等［３３］报道了一种Ｍｏ０２纳米花负载于泡沫Ｎｉ上微电极催化材料（ＮＦＬ??Ｍｏ０２／ＮＦ）（图２－３?ａ－ｆ），该材料在１?ＭＫＯＨ的碱性电解质中表现出高的ＨＥＲ??催化活性，经电化学测试（图２－３?ｇ－ｈ），ＮＦＬ?ＭｏＣＶＮＦ的起始电位接近于０?Ｖ??（ｖｓ．ＲＨＥ），过电位仅为Ｋ）ｍＶ时，ＮＦＬＭｏ０２／ＮＦ表面即可产生明显气泡，??而且过电位仅需要５５?ｍＶ和８０?ｍＶ，电流密度就能达到为１０?ｍＡ和２０?ｍＡ，??同时ＮＦＬ?Ｍｏ０２／ＮＦ表现出极好的催化稳定性，采用１００?ｍＶ的进行测试２５?ｈ??后的电流密度仍保持９４．３?％。??：??？■?＊￥?？？?．＜ｊ?ｍ?????—．．．．．．—??????????—Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?／?Ｖ?ｖ？．??图２－３卿［１＼１〇０２／＾的８￡１＼１图、７￡］＞１图、极化曲线和塔菲尔曲线１３３丨??（ａ），?（ｂ），?（ｃ）?ＳＥＭ；?（ｄ＞，?（ｅ），?（ｆ）?ＴＥＭ；?（ｇ）极化曲线；（ｈ俾菲尔曲线??Ｆｉｇ．?２－３?（ａ－ｃ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＮＦＬ?ＭｏＯｚ／ＮＦ，?（ｄ）?ＴＥＭ，?（ｅ）?ＨＲＴＥＭ?ａｎｄ?（ｆ）?ＳＴＥＭ??ｉｍａｇｅ?ｆｏｒ?Ｍ０Ｏ２，?（ｇ）?Ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ａｎｄ?（ｈ）?Ｔａｆｅｌ?ｐｌｏｔｓ?ｆｏｒ?Ｎｉ?ｆｏａｍ，??ＮＦＬ?Ｍ０Ｏ２／?ＮＦ?ａｎｄ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?Ｐｔ／Ｃ?ｉｎ?１?Ｍ?ＫＯＨ【３３Ｌ??近期
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化镧弥散强化钼合金裂纹扩展的TEM原位观察[J]. 张国君,刘刚,孙院军,孙军. 稀有金属材料与工程. 2010(05)
[2]稀土氧化镧掺杂钼合金的强化机制研究[J]. 张国君,孙院军,牛荣梅,孙军,魏建峰,栾永刚,赵宝华,杨刘晓,马保平. 稀有金属材料与工程. 2005(12)
[3]稀土掺杂钼的强韧化与电子发射性能研究[J]. 张久兴,周美玲,左铁镛,聂祚仁,胡延槽,王金淑. 北京工业大学学报. 1998(03)
[4]掺杂三氧化二钕对钼丝显微组织和性能影响的研究[J]. 董长升. 稀有金属材料与工程. 1994(06)
本文编号：3285652
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