纳米晶Cu-Al合金去合金化制备纳米多孔铜及其力学性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了纳米晶Cu-Al合金,进而通过去合金化法获得纳米多孔铜块体材料。研究了合金成分对纳米晶Cu-Al前驱体物相演变、去合金化处理获得的纳米多孔铜微观结构和力学性能的影响。结果表明,当合金中铜含量较低时,纳米晶Cu-Al前驱体由α-Al固溶体和Al_2Cu两相组成;随着铜含量的增加,前驱体中α-Al固溶体相逐渐减少,Al_2Cu相逐渐增加;当铜含量增加到32%时,纳米晶Cu-Al前驱体中仅有Al_2Cu单相。此外,随着铜含量的增加,纳米晶Cu-Al前驱体去合金化处理后,其纳米多孔铜微观结构由微米/纳米双级复合孔逐渐转变为孔径均匀的三维连通纳米孔,并且纳米多孔铜块材的压缩强度逐渐增大。     

脱合金化法制备纳米多孔铂合金的研究进展

纳米多孔金属由纳米尺度的孔隙和金属韧带组成，具有三维双连通的网络状结构，兼具纳米材料和金属材料的双重特性，在催化、传感和药物输送等领域具有广阔的应用前景。脱合金化法操作简单，工艺流程短，成本相对较低，是制备纳米多孔金属的常用方法。目前，利用脱合金化法制备的纳米多孔Pt合金因其对甲醇氧化和氧还原反应具有优异的催化活性而备受关注，有望在燃料电池等相关领域实现应用。近年，研究学者不断丰富纳米多孔Pt合金的合金体系，通过优化合金成分和脱合金化工艺对其结构和性能进行调控，发展出多种形态的纳米多孔Pt合金，系统调查了前驱体的结构和成分、脱合金工艺参数对纳米多孔Pt合金的组织结构、形貌和性能的影响，并对纳米多孔形成和优异性能的机理进行了广泛的研究。利用脱合金化法制备的纳米多孔Pt合金具有多种形态，如低维的纳米颗粒、纳米花、纳米线和薄膜以及三维的纳米多孔带材等。低维的纳米多孔Pt合金因其更大的比表面积和纳米尺寸效应而具有更为突出的催化活性，而三维的纳米多孔带材具有均匀的纳米多孔结构，且克服了低维合金易团聚的问题。通过调整前驱体合金的化学成分和组织结构，改变脱合金化工艺参数，以及对纳米多孔合金进行退火处...     

Cu-Au-Ag三元去合金化制备纳米多孔金材料

采用磁控溅射镀铜金银多层膜,经过长时间高温热处理合金化制备前驱体三元合金,以不同的酸溶液自由腐蚀去合金化去除合金中的铜元素和银元素,成功制备出纳米多孔金薄膜。采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析。结果表明,400℃,36h热处理后铜金银多层膜完全合金化,获得了Au_3Ag_(28.5)Cu_(68.5)合金材料;FeCl_3+HCl溶液自由腐蚀去除铜可获得连续均匀的纳米尺寸孔隙结构,获得了几乎不含铜的样品;采用渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化后去除银后获得了孔隙率约84%的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,其系带尺寸10~35nm,并且20~25nm的系带分布达77%。     

脱合金法制备Fe基纳米多孔材料及其催化性能

近年来,纳米多孔金属材料成为催化和传感器等领域的研究热点。本研究将铁基非晶合金和脱合金工艺相结合,制备具有催化性能的纳米多孔材料。采用真空感应熔炼装置和真空急冷甩带装置制备宽1mm×厚25μm的Fe_(60)Pd_(20)P_(20)非晶合金条带,并借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对非晶合金条带进行表征。将Fe60Pd_(20)P_(20)非晶合金作为电化学脱合金的前驱体材料,在25℃、1mol/L H_2SO4电解液中进行1h恒电位脱合金处理,成功制备出具有均匀三维连通孔道结构的纳米多孔金属材料。经电化学测试表明,恒电位0.72V获得的纳米多孔材料,在0.5mol/L H_2SO4+0.5mol/L HCOOH溶液的循环伏安曲线中,较原非晶合金的氧化峰电压负移约0.4V,氧化峰电流密度提高约15倍,该纳米多孔材料对甲酸的分解有明显的催化性能。     

脱合金化制备纳米多孔Ni-Fe合金及其电催化性能

采用真空熔炼与固溶相结合的方法获得原子分数为Ni_30-xFe_xMn₇₀(x=0,10,20)的前驱体合金,通过脱合金化方法制备纳米多孔Ni及Ni-Fe合金,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析合金相组成和微观结构,运用线性扫描伏安法、交流阻抗、方波电位法及计时电位法研究电极的析氢电催化性能。结果表明:加入Fe获得了片状结构的纳米多孔Ni-Fe合金,提高了纳米多孔Ni的表面积,且Fe与Ni产生协同效应,能够有效提高合金的析氢电催化活性。当Fe含量为10%(原子分数)时,脱合金化得到的纳米多孔Ni-Fe合金表面积最大,析氢电催化性能最好,在0.1A/cm^2电流密度下,析氢过电位仅56mV,经10h连续电解,表现出良好的电催化活性和电化学稳定性。     

孔状氧化铜纳米棒的制备及其催化性能研究

以硝酸铜为铜源,采用尿素矿化剂,通过水热法制得纳米氧化铜前驱体,高温煅烧后得到长21μm,直径200nm的氧化铜多孔纳米捧,所得产品尺寸均一,微孔分布均匀,排列整齐.通过IR、XRD、SEM以及TEM对其结构和形貌进行了表征.研究表明,所制备的纳米氧化铜多孔棒无需任何制样处理对氯酸钾和过氧化氢具有较高的催化活性,当n(...     

纳米多孔金的制备方法研究进展

综述了纳米多孔金的制备方法,详细介绍了去合金化法中基体合金的制备方法.结合纳米多孔金孔结构的检测与表征技术,讨论了纳米多孔金在研究过程中存在的问题及发展前景.     

微掺杂Ni对纳米多孔铜微观结构和电化学性能的影响

利用高频感应熔炼和熔融快淬方法制备出Cu-Al-Ni快淬条带。在稀盐酸高温水浴条件下对所得条带进行脱合金,成功制备出纳米多孔铜。采用XRD和SEM对脱合金前后条带的相组成和微观形貌进行分析。结果表明,快淬合金条带物相由四方Al_2Cu和立方Al_4Cu_9相组成。条带经脱合金后获得双连续结构的纳米多孔铜,而且所得纳米多孔铜孔径会随Ni含量的增加而减小。电化学测试表明,掺杂Ni的Cu-Al合金条带所制备出的纳米多孔铜在碱性条件下,电氧化甲醇的电流密度较未掺杂Ni制备出的纳米多孔铜有一定程度的提升,其中Ni掺杂量为5%(原子分数)时纳米多孔铜电氧化甲醇的电流密度可提升3.5倍。     

纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag催化剂的制备及其电催化性能EI北大核心CSCD

针对直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFE)对高效阳极催化剂的需求,设计研发Ca-Mg-Pd-M(M=Cu,Ag)非晶合金前躯体体系,并采用去合金化制备系带-孔道双连续结构的纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag合金。通过设计前驱体合金比例可调节多孔结构的元素比例和尺寸,Pd元素可与Cu,Ag元素形成连续固溶体,在去合金化过程中可以降低Cu,Ag元素的扩散,进而细化纳米多孔的系带尺寸(由100 nm减小到10 nm)。相较于纳米多孔Pd,纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag合金表现出更优异的甲醇催化活性(催化电流强度:45 mA/mg)和抗毒化能力(J f/J b值为1.56),还具有低成本的优点,在直接甲醇燃料电池阳极催化剂方面有着良好的应用前景。     

合金成分对Ag-Cu二元合金制备纳米多孔银的影响

本文研究了纳米多孔银的制备及合金成分对纳米多孔银微观结构的影响。选用Ag含量(原子百分数)为15%,20%和25%(分别对应亚共晶,共晶与过共晶成分)的Ag-Cu合金薄带,通过化学去合金法制得具有三维的,韧带-孔洞双连续结构的纳米多孔银。利用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对试样进行物相组成和微观结构的观察与分析。研究了Cu含量的变化对纳米多孔银微观结构及性能的影响。得出结论:去合金介质及温度等腐蚀条件一定的情况下,去合金时间越长,纳米多孔银的韧带尺寸越大。在腐蚀介质和温度等条件相同的情况下,纳米多孔结构特征尺寸受合金成分影响,Cu含量越高,去合金过程中产生的孔洞/通道尺寸越大。由于Cu含量不同,Ag15Cu85,Ag20Cu80和Ag25Cu80三种成分的合金中,Ag20Cu80去合金化得到的纳米多孔Ag的韧带孔洞微观结构最均匀。