铜纳米材料的制备表征与性能研究
发布时间：2022-02-14 18:07
为了满足人类对自身发展的需要,性能优越且廉价可靠的新能源,新材料成为研究者追寻的目标。铜价格低廉,开采简单,理化性能优越,在日常生活中的各个方面都有着其应用。在本文中,我们设计并制备了多种性能优异的铜纳米材料,可应用于水,肼,以及甲醇的电化学催化氧化以及透明导电薄膜的构建,并对涉及到的相关机理进行了讨论。这些铜纳米材料在工业电解制氢,燃料电池,透明电极等领域有着应用的潜力,对机理的讨论与理解也为其它材料的设计提供了一定的参考。详细内容如下:结合对电沉积制备Cu-Se薄膜的研究,我们设计了一种简单易行的两步沉积的方法,在电极基底表面直接生长形成花朵状CuO纳米阵列。纳米阵列在水的电化学氧化与肼的电化学氧化方面都表现出极佳的催化活性与稳定性。通过极为简单的方法,在泡沫铜电极表面直接生长形成具有Cu（220）择优取向的铜纳米颗粒阵列。材料对肼和甲醇都有着良好的电化学催化活性,有成为非贵金属阳极催化剂的潜力。通过调整溶液的极性,我们制备得到了具有高长径比的铜纳米线材料,并将其分散形成透明薄膜。进一步,我们利用硝酸银的置换反应,在较为温和的条件下制备得到了具有良好透光率与导电性能的透明导电薄膜。
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省211工程院校985工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见金属单质HE过程的创火山曲线”f<3
氧过程成为了限制反应速率的重要因素Ｒｕ０２Ｍ，ｌｒ〇２＆＃具有较多的空穴％，在理论上有着优秀的电解水氧化性常用的催化材料。但Ｒｕ，?ｌｒ等价格高昂，储量有限，难以需求。在贵金属体系内引入非贵金属的掺杂是降低催化剂ｏ，丨４８］Ｂ，?［４９】Ｔｉ０２，?［５〇ｌＴａ２０５，【５１】Ｎｉ（ＯＨ）２，丨５２】碳纳米管［５３］，１「０２，?ＲＵ〇２形成复合材料，取得了一定的成果。复合催化催化剂的成本，但仍然没有摆脱对贵金属催化剂的依赖，，可靠的非贵金属催化剂才是电解水阳极催化剂的最佳ＯＥＲ过程的“火山曲线”，我们不难发现除了?Ｒｕ０２，?１「０２Ｏ等也具有较小的过电势％，因而基于过渡金属的新型贵金属，成为新一代的电化学产氧电极材料。除了较低提高阳极表面的反应速率，并且保证在较大的工作电流间稳定性也是研宄中的重要考虑因素。纳米材料相比与本越的催化活性，筛选合适的制备条件，调控材料的形貌墨烯，碳纳米管等新型纳米材料进行复合等都是寻找新－１．Ｑ?ｒ＿？？？？■■■￣ｒ?？?ｉ?＇ｉ?＇｛＇?ｒ?＂ｔ？???
图４?Ｃｕ／Ｃｕ２０／Ｃｕ０三元纳米催化剂的形成机理??过程中的重要探宄方向。近年来，非贵金属的磷化物，硫化物，硒化物，氧化物，??氢氧化物，以及氢氧氧化物被发现具有良好的ＯＥＲ催化性能，并吸引了研宄者??们的广泛关注。ｊｉａｎｇ等％】利用电沉积的方法得到了?ＣｏＰ纳米催化剂，同时具有??优秀的电化学产氢与产氧的催化能力。实验发现ＣｏＰ在经过电化学产氧反应过??后己经部分转化为Ｃｏ的氧化物，而氧化后的产物可能是真正意义上具有催化能??力的成分。Ｙａｎｇ等【５７】在Ｃｏ纳米线阵列的基础上生长出一层ＣｏＮｉＦｅ的氣氧氧化??物薄层，形成了疏松多孔的纳米阵列催化剂，碱性溶液中具有极高的ＯＥＲ催化??活性与长时间稳定性，纳米结构在１０小时电解过后仍然保持着原有的结构。??ＮｉＦｅＯＯＨ被发现具有非常好的０ＥＲ催化性能，其具体的电化学氧化机理也被深??入的进行了讨论。Ｌｉｕ等Ｍ则将Ｚｎ引入了?Ｃｏ３０４的晶格之内，制备出Ｚｎ掺杂的??Ｃ〇３０４纳米催化剂，纳米颗粒由一维的菱形纳米片组装形成针状的二级结构，在??碱性溶液中有着出色的０ＥＲ催化性能。ＮｉＯＯＨ本身具有很好的催化水的电化学??氧化的性能，因而很长时间以来Ｎｉ也一直被认为是催化剂之中的活性中心，但??之后的研宄发现，测试用的水中溶解的Ｆｅ离子参与到了电催化氧化水的过程之??
【参考文献】：
期刊论文
[1](110)晶面全择优取向Cu镀层的制备及其条件优化[J]. 辜敏,鲜晓红. 物理化学学报. 2006(03)
[2]纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用[J]. 陈宏,陈劲松,周海晖,焦树强,陈金华,旷亚非. 物理化学学报. 2004(06)
[3]水煤气变换催化剂研究新进展[J]. 华金铭,郑起,林性贻,魏可镁. 分子催化. 2004(01)
本文编号：3625024
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省211工程院校985工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见金属单质HE过程的创火山曲线”f<3
氧过程成为了限制反应速率的重要因素Ｒｕ０２Ｍ，ｌｒ〇２＆＃具有较多的空穴％，在理论上有着优秀的电解水氧化性常用的催化材料。但Ｒｕ，?ｌｒ等价格高昂，储量有限，难以需求。在贵金属体系内引入非贵金属的掺杂是降低催化剂ｏ，丨４８］Ｂ，?［４９】Ｔｉ０２，?［５〇ｌＴａ２０５，【５１】Ｎｉ（ＯＨ）２，丨５２】碳纳米管［５３］，１「０２，?ＲＵ〇２形成复合材料，取得了一定的成果。复合催化催化剂的成本，但仍然没有摆脱对贵金属催化剂的依赖，，可靠的非贵金属催化剂才是电解水阳极催化剂的最佳ＯＥＲ过程的“火山曲线”，我们不难发现除了?Ｒｕ０２，?１「０２Ｏ等也具有较小的过电势％，因而基于过渡金属的新型贵金属，成为新一代的电化学产氧电极材料。除了较低提高阳极表面的反应速率，并且保证在较大的工作电流间稳定性也是研宄中的重要考虑因素。纳米材料相比与本越的催化活性，筛选合适的制备条件，调控材料的形貌墨烯，碳纳米管等新型纳米材料进行复合等都是寻找新－１．Ｑ?ｒ＿？？？？■■■￣ｒ?？?ｉ?＇ｉ?＇｛＇?ｒ?＂ｔ？???
图４?Ｃｕ／Ｃｕ２０／Ｃｕ０三元纳米催化剂的形成机理??过程中的重要探宄方向。近年来，非贵金属的磷化物，硫化物，硒化物，氧化物，??氢氧化物，以及氢氧氧化物被发现具有良好的ＯＥＲ催化性能，并吸引了研宄者??们的广泛关注。ｊｉａｎｇ等％】利用电沉积的方法得到了?ＣｏＰ纳米催化剂，同时具有??优秀的电化学产氢与产氧的催化能力。实验发现ＣｏＰ在经过电化学产氧反应过??后己经部分转化为Ｃｏ的氧化物，而氧化后的产物可能是真正意义上具有催化能??力的成分。Ｙａｎｇ等【５７】在Ｃｏ纳米线阵列的基础上生长出一层ＣｏＮｉＦｅ的氣氧氧化??物薄层，形成了疏松多孔的纳米阵列催化剂，碱性溶液中具有极高的ＯＥＲ催化??活性与长时间稳定性，纳米结构在１０小时电解过后仍然保持着原有的结构。??ＮｉＦｅＯＯＨ被发现具有非常好的０ＥＲ催化性能，其具体的电化学氧化机理也被深??入的进行了讨论。Ｌｉｕ等Ｍ则将Ｚｎ引入了?Ｃｏ３０４的晶格之内，制备出Ｚｎ掺杂的??Ｃ〇３０４纳米催化剂，纳米颗粒由一维的菱形纳米片组装形成针状的二级结构，在??碱性溶液中有着出色的０ＥＲ催化性能。ＮｉＯＯＨ本身具有很好的催化水的电化学??氧化的性能，因而很长时间以来Ｎｉ也一直被认为是催化剂之中的活性中心，但??之后的研宄发现，测试用的水中溶解的Ｆｅ离子参与到了电催化氧化水的过程之??
【参考文献】：
期刊论文
[1](110)晶面全择优取向Cu镀层的制备及其条件优化[J]. 辜敏,鲜晓红. 物理化学学报. 2006(03)
[2]纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用[J]. 陈宏,陈劲松,周海晖,焦树强,陈金华,旷亚非. 物理化学学报. 2004(06)
[3]水煤气变换催化剂研究新进展[J]. 华金铭,郑起,林性贻,魏可镁. 分子催化. 2004(01)
本文编号：3625024
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3625024.html
