柔性W-O-C/碳气凝胶电极的制备和电催化氧化性能

本研究使用细菌纤维素为前驱体制备碳气凝胶(CA),以其作为载体,通过浸渍和高温处理制得了柔性W-O-C/CA和WC/CA复合电极材料,研究了制备工艺对材料形貌、物相和对甲醇电催化氧化性能的影响。随着高温处理温度的上升和保温时间的延长,物相变化为：钨前驱体→钨氧化物(WO₃、WO_3-x、WO₂)→W→WC_x→WC。在700℃保温2 h制得的柔性电极,负载颗粒主要物相为缺氧钨氧化物(WO_3-x)、WO₂和少量碳化钨(WC),具有良好的甲醇电催化性能和长循环稳定性,0.8 V下电流密度为76.5 mA·cm^-2,1000次循环后峰电流密度保持初始值的88%,有望用于便携式或微型甲醇燃料电池阳极。     

介孔碳化钨纳米片的制备与电催化性能

以钨酸钠为前驱体,通过水热自组装合成钨酸纳米片,再将其在氢气/甲烷混合气氛中还原碳化获得碳化钨纳米片。采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和氮吸附等手段对样品形貌、晶相、微结构和比表面积进行分析与表征;采用粉末微电极和循环伏安法测试样品的电催化性能。结果表明:样品颗粒为方形片状,长和宽为600~800 nm,厚约90 nm;样品由碳化钨和碳化二钨组成;纳米片由纳米颗粒和孔隙构成;样品的比表面积为31 m2/g,平均孔径为3.5 nm;碳化钨纳米片呈介孔结构,碳化钨纳米片对甲醇电催化氧化具有良好的活性,并具有与铂类似的催化性能。     

微波合成WCx/MWCNTs及其电催化性能研究

目的制备多壁碳纳米管负载碳化钨的纳米复合材料(WC_x/MWCNTs),探索微波加热温度对WC_x/MWCNTs合成的影响规律。方法利用分子自组装技术与微波加热技术相结合,以钨酸钠为W源,制备了WC_x/MWCNTs纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜技术(TEM)对不同条件下制得样品的物相组成、结构及微观形貌进行了表征;采用循环伏安法在酸性环境下测试了WC_x/MWCNTs对氢和CH3OH的电催化性能。结果当微波加热温度为1000℃时,制备的WC_x/MWCNTs纳米复合材料由WC、WC2和C组成,碳纳米管的多壁结构保留较好,碳化钨颗粒均匀地分布在碳纳米管外表面,粒径为20~50 nm。循环伏安测试结果表明,制备的WC_x/MWCNTs在酸性环境下对氢具有一定的催化作用,但对甲醇没有明显的电催化作用。结论通过控制合理的微波加热温度,可制备出碳化钨粒径小、分布均匀、碳纳米管多壁结构完好的WC_x/MWCNTs纳米复合材料。制备的WC_x/MWCNTs在酸性环境下对氢具有一定的催化作用,可作为催化剂载体来负载其他金属制备复合催化剂。     

纳米Ni(OH)2/Ni-Ti-O 纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O 纳米管阵列（NTOs）,并将其加热至500℃在氢气气氛中还原处理2h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)2/NTOs/NiTi复合电极。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）,X射线光电子能谱（XPS）和循环伏安法（CV）表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明：随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先增后降。在25oC时,将NTOs依次浸渍在0.2M NiCl2?6H2O乙醇溶液和0.2M NH4OH乙醇溶液中各12h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)2/NTOs电极,氧化峰电流达到38.41 mA?cm-2。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75%,表明纳米Ni(OH)2/NTOs电极有良好的循环稳定性,可成为有前景的DMFC的阳极电极候选材料。     

纳米WC/Co复合粉产业化技术研究

关于纳米WC/Co复合粉制备技术的研究报道有很多,但实现产业化的技术方案较少。本文在自主研发设计的离子交换系统、高温流态化床等设备平台上,以偏钨酸铵(AMT)、碳酸钴(Co CO3)、乙二胺四乙酸(C10H16N2O8)为原料,首先采用离子交换、溶液复合法得到一定配比的钨钴复合溶液,然后进行喷雾干燥、煅烧得到前驱体钨钴复合氧化物,最后在高温流态化床中连续还原-碳化-调碳后得到不同钴含量的纳米WC-Co复合粉末,采用SEM、XRD等分析方法对粉末进行形貌观察及物相分析。制备所得WC/Co复合粉质量稳定,具有杂质含量低、碳化率高、游离碳含量低的特点,其中WC的亚晶尺寸小于100 nm,表明所开发的产业化技术切实可行。     

纳米Ni(OH)_2/Ni-Ti-O纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的电催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O纳米管阵列(NTOs),并将其在氢气气氛中加热至500℃还原处理2 h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)_2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)_2/NTOs/Ni Ti复合电极。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明:随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先升后降。在25℃时,将NTOs依次浸渍在0.2 mol/L NiCl_2·6H_2O乙醇溶液和0.2 mol/L NH_4OH乙醇溶液中各12 h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)_2/NTOs电极,氧化峰电流密度达到38.41 m A·cm~(-2)。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75.7%,表明纳米Ni(OH)_2/NTOs电极有良好的循环稳定性。     

水溶化学法制备纳米WC/Co复合粉工艺探索

本文通过实验探索了水溶化学法制备纳米WC/C0复合粉工艺,研究了影响喷雾转换、锻烧、碳化和调碳的工艺因素,找到了满足纳米WC/Co复合粉制备的工艺参数。在Kear等人的经典合成技术中,碳化钨钴纳米复合材料是由喷雾转化水溶液的化学计量量的水溶性钨源和钴源,然后用流化床通氢将钨钴氧化物还原为金属钨和钴,之后在一个充满CO/CO2的气体环境中将金属钨和钴碳化成纳米WUCo复合粉末。本研究不同于Kear等人的处理方法,涉及的WC/C0使用水溶性溶液钨、钴和碳前躯体加工的纳米复合材料,大量的WGCo纳米复合粉体是将钨、钴和碳在分子级水平上混合制备成一个复杂的前驱体粉末的独特方案,前驱体粉末在煅烧炉充满惰性气体约100撕00cC的温度下转化成一个含有W-Co-C-0的预复合粉粉末,随后在碳化炉低于1000℃的温度下碳化。实验表明,水溶化学法生产的纳米WC/Co复合粉较常规方法,具有晶粒细而均匀、流动性好等特点,更适于高性能硬质合金的生产。     

等离子弧喷焊WC增强金属基复合材料强化层的组织与性能

采用等离子弧喷焊技术,在Q345钢表面制备WC/Fe和WC/Ni复合材料强化层,采用XRD, SEM分析复合强化层的物相及组织,对强化层的显微硬度及耐磨性进行试验分析。结果表明:WC/Fe和WC/Ni复合材料强化层组织致密,组织特点为WC颗粒均匀分布在基体相中,强化层与母材形成良好的冶金结合;WC/Fe和WC/Ni复合材料强化层的表面硬度约为HV_(0.5)836和HV_(0.5)881,磨损失质量分别为8.34 mg和7.59 mg,硬度和耐磨性明显提高。     

氧化镨纳米棒负载银纳米材料的制备及其催化性能

制备氧化镨纳米棒,利用浸渍法在纳米棒上负载金属银,得到稳定性较强的复合纳米材料。对合成的纳米样品进行XRD、TEM及HRTEM等表征。并以Pr6O11/Ag复合纳米材料催化烯烃环氧化反应,试验表明环己烯环氧化反应催化效果较好。     

β-TCP/HAP复合生物陶瓷的制备

利用液相分相机理对β-磷酸三钙/骨胶复合材料造粒.以四水硝酸钙(Ca(NO3)2.4H2O)和磷酸三乙酯(C6H15O4P)为原料制备HAP溶胶和β-TCP溶胶.将β-TCP小球压成一定厚度的试片,烧结后首先放入β-TCP溶胶中真空浸渍,然后放入HAP溶胶中重复真空浸渍、热处理数次,在1000℃下烧结,制备β-TCP/HAP复合陶瓷.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对复合陶瓷片进行了物相和形貌分析.结果造粒出粒径在100μm ～800μm之间的小球.采用溶胶浸渍法成功地制备出β-TCP/HAP复合陶瓷.     

Preparation and electrocatalytic properties of tungsten carbide electrocatalysts

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ｉｎ 1 5 0℃ .Ｍａａｓ[1 0 ] ａｌｓｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｔｈｅＨ2 Ｏ2 ｆｕｅｌｃｅｌｌｓｔａｃｋｓｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｕｐｔｏ 1ｋＷ ,ａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄｆｕｅｌ     

Electro-oxidation behavior of tungsten carbide electrode in different electrolytes

The electrochemical activity and stability of tungsten carbide gas diffusion electrode in different electrolytes were determined by galvanostatic charge method. It is shown that WC exhibits good electrocatalytic activity and stability for hydrogen oxidation in acidic solutions when the electrode potential is below about 800 mV (vs DHE), WC is firstly oxidized to an unstable blue tungsten oxides at 800-900mV which are closed to a composite stoichiometry of W2O5 in H2 SO4 solution and W8O23 in HCl solution calculated by charge consumed. Furthermore,the generated intermediate tungsten oxides can be further oxidized into WO3 at higher potentials. While in alkali solution, WC can not be used as anodic catalyst for its poor stability and catalytic activity due to the fact that WC will be directly oxidized into WO3.     

Fabrication of WC/Fe composite coating by centrifugal casting plus in-situ synthesis techniques

Using tungsten wires as a reactive source, an iron-based composite coating, reinforced by tungsten carbide (WC) particles, with a thickness of 3.0 mm, was fabricated on the surface of a gray cast iron substrate by centrifugal casting plus in-situ synthesis techniques. With the help of differential thermal analysis (DTA), an appropriate pouring temperature of the gray cast iron molten was determined to be 1300 °C. The experimental results show that the composite coating is dense and consists mainly of primary WC carbides, fine secondly WC carbides as the reinforcing phases and pearlite accompanied by negligible graphite flakes as the matrix. Wear resistance of the composite coating was determined with a pin-on-disc wear test technique, indicating that the composite coating, containing high volume fraction of hard WC carbides, present good wear resistance property compared with the un-reinforced gray cast iron, regardless of load level. Additionally, according to the Fe-W-C ternary phase, reaction paths between tungsten wires and molten, and in-situ synthesis of WC particles, were investigated.     

PtPb/ C 催化剂的制备及其对甲酸电氧化的催化性能

目的通过Pb元素的添加来提高Pt/C催化剂电催化氧化甲酸的性能。方法通过乙二醇协助硼氢化钠还原法,以氯铂酸为Pt源和硝酸铅为Pb源制备不同原子比的PtxPb/C催化剂。采用X射线衍射光谱法(XRD)和透射电子显微镜技术(TEM)表征样品的晶体结构和颗粒形貌;采用循环伏安法表征样品催化氧化甲酸的性能。结果利用乙二醇协助硼氢化钠还原法成功制得了Pt和Pb原子比不同的PtxPb/C催化剂,XRD和TEM测试结果表明这些样品均为Pt的面心立方结构,且颗粒大小均一、分散均匀,其平均粒径为4 nm左右。循环伏安测试结果表明PtxPb/C催化剂催化氧化甲酸的性能优于商业Pt/C催化剂的催化性能,且受Pt和Pb原子比的影响,当原子比为5∶1时,其对氧化甲酸的催化性能最好,峰电位对应的Pt的比质量活性达到2000 m A/(mg Pt),远远高于商业Pt/C,同时计时电流曲线表明其具备良好的稳定性。结论 Pb原子的加入影响了Pt原子的电子结构,与Pb对Pt的协同作用共同促进了CO等中间产物在Pt表面的快速氧化,降低了催化氧化甲酸的初始电位,促使甲酸在低电位直接氧化为CO2和H2O,提高了其催化氧化甲酸的峰电流,有效减轻了Pt中毒,提高了其催化活性。     

高熵合金/碳化钨复合材料的研究进展

综述了高熵合金(HEA)/碳化钨(WC)复合材料研究进展,主要介绍了以WC为基体的WC-HEA硬质合金和以HEA为基体的HEA/WC复合涂层,探究了高熵合金复合碳化钨材料强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性能提高的方式,并展望了高熵合金与WC相复合的发展前景与研究开发的重点。     

Study on in-situ WC particles/tungsten wire reinforced iron matrix composites under electromagnetic field

By applying electromagnetic field to a system consisting of tungsten wires and grey cast iron melt, the grey cast iron matrix composite reinforced by either in-situ WC particles or the combination of in-situ WC particles and the residual tungsten wire was obtained. By means of differential thermal analysis (DTA), the pouring temperature of iron melt was determined at 1,573 K. The microstructures of the composites were analyzed by using of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrum (EDS) and pin-on-disc abrasive wear test. The obtained results indicated that, with the enhancing frequency of electromagnetic field, the amount of in-situ WC particles gradually increases, leading to continuous decrease of the residual tungsten wires. When the electromagnetic field frequency was up to 4 kHz, tungsten wires reacted completely with carbon atoms in grey cast iron melt, forming WC particals. The electromagnetic field appeared to accelerate the elemental diffusion in the melt, to help relatively quick formation of a series of small Fe- W-C ternary zones and to improve the kinetic condition of in-situ WC fabrication. As compared with the composite prepared without the electromagnetic field, the composite fabricated at 4 kHz presented good wear resistance.     

Comparative studies of adsorbed CO and methanol electrooxidation on carbon supported Pt and PtRu catalysts in acid solution

1. Introduction Direct methanol fuel cells (DMFCs) have con-siderable advantages compared to gas feed (H2/air) polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells [1-2]. The hydrogen PEM fuel cells use gaseous hy-drogen as fuel. But there is no source and infra-structure established yet for hydrogen distribution and storage, neither as a liquid nor as a gas. How-ever, the DMFC, similar to a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), uses methanol fuel directly for electric power generation …     

掺钽钨青铜(Ta_xWO_3)的水热合成及电催化性能

以TaCl5和Na2WO4×2H2O为原料,采用水热法在170℃制备性能良好的掺钽钨青铜。并利用XRD、TEM、SEM、UV-vis、IR等谱等分析检测手段对样品的结构和形貌等进行表征,同时研究了掺钽钨青铜的电催化还原氢的性能。结果表明:在170℃合成六方相的掺钽钨青铜,尺寸为10~50 nm。电催化还原氢的实验显示,掺钽钨青铜对氢具有很强的电催化还原活性。     

WC/W_2C_P表面改性对WC/W_2C_P-NiCrBSi/耐热钢复合材料磨损性能的影响

以铸造碳化钨(WC/W2C P)为增强颗粒,利用真空熔烧工艺制备了一种结构增韧的金属基复合材料。利用SEM,EDS,显微硬度测试和图像分析等手段研究了WC/W2C P表面改性前、后复合材料中颗粒增强区域(WC/W2C P-Ni Cr BSi)的微观组织结构和性能;利用环-盘式磨损试验机研究了WC/W2C P表面改性对复合材料在室温和600℃时的磨料磨损性能的影响。结果表明,经表面改性后WC/W2C P在Ni Cr BSi基体中的分解得到了有效抑制,颗粒内部WC/W2C共晶组织的含量与未改性的颗粒相比提高了1.6倍。以表面改性的WC/W2C P为增强颗粒能显著降低复合材料在室温和高温时的磨损率。在600℃时磨损表面形成了层状结构的保护膜,致使复合材料的磨损率低于室温时的磨损率。     

聚苯胺对锌电积用复合惰性阳极材料电化学性能的影响(英文)

为了寻找一种可以替代锌电积用 Pb-Ag 合金的阳极材料,通过 PANI(聚苯胺)、WC(碳化钨)颗粒与 Pb2+的双脉冲电沉积,在 Al 合金基体上制备了 Al/Pb-PANI-WC 复合惰性阳极材料。测试了镀液中不同 PANI 浓度下制备的惰性阳极材料的阳极极化曲线、循环伏安曲线和塔菲尔极化曲线,采用扫描电镜考察复合惰性阳极材料的微观组织特征。结果表明:当将制备镀液中 PANI 浓度控制在 20 g/L 时,Al/Pb-PANI-WC 复合惰性阳极材料的微观组织和成分分布均匀,在含 50 g/L Zn2+、150 g/L H2SO4的 35 °C锌电积液中具有较高的电催化活性、较好的电极反应可逆性和耐腐蚀性,在电流密度 500 A/m2和 1000 A/m2下的析氧过电位与 Pb-1%Ag 合金相比分别降低了 185 mV 和 166 mV。