纳米孔结构金属多孔材料研究进展

纳米孔结构金属多孔材料(以下简称金属纳米多孔材料)是近年来纳米技术及多孔材料科学领域引人注目的研究对象.本文综述了近年来金属纳米多孔材料的制备方法(粉末烧结法、脱合金法、胶晶模板法、斜入射沉积法等)、表征技术、应用现状以及最新的研究成果.指出了金属纳米多孔材料研究进程中存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向.     

纳米多孔银的制备及其甲醛高效检测

纳米多孔银因其比表面积大且活性位点密度高等特性，在甲醛高效检测领域有潜在应用。本研究在0.1 mol?L-1盐酸溶液中对Ag30Zn70合金通过化学脱合金和电化学脱合金法两种方法制备纳米多孔银，研究化学脱合金时间和电化学脱合金电压对纳米多孔银孔结构的影响以及多孔结构的甲醛检测灵敏度和有效检测范围。结果表明，在自然浸泡24小时过程中，金属间化合物ε相中Zn发生缓慢选择溶解，形成纳米多孔Ag及残存ε相的共存结构，通过化学脱合金难以制备出Ag相占比高的纳米多孔结构。通过电化学脱合金方式施加电压0.1 V极化6000 s后，可制备出孔径约80 nm的三维连续贯通的纳米多孔银结构。循环伏安测定结果表明，在0.1 mol?L-1 KOH基液中，甲醛氧化电流密度随着甲醛浓度的增加而增大，氧化电流密度与甲醛浓度在10~100 mmol?L-1范围内呈良好的线性关系，甲醛检测灵敏度为0.1。纳米多孔银在50~100 mmol?L-1的高浓度范围表现出优异的甲醛检测性能。     

Pd-Based Multicomponent Nanoporous Metals with Enhanced Electrocatalytic Performance Prepared by Dealloying Metallic Glass

为获得具有高催化活性的多元掺杂纳米多孔Pd,将Pd20Ni60P20金属玻璃作为预合金,在H2SO4+H3PO4混合酸溶液中以不同过电位进行电化学脱合金处理,制得Ni和P共掺的Pd基多元纳米多孔金属。该多孔金属的成分和孔径均可通过过电位进行调节。与市售碳负载的纳米Pd催化剂相比,临界电位下脱合金获得的Pd基纳米多孔金属在对甲酸的催化中表现出了更高的催化活性。     

金属玻璃脱合金制备高催化活性的Pd基多元纳米多孔金属(英文)

为获得具有高催化活性的多元掺杂纳米多孔Pd,将Pd20Ni60P20金属玻璃作为预合金,在H2SO4+H3PO4混合酸溶液中以不同过电位进行电化学脱合金处理,制得Ni和P共掺的Pd基多元纳米多孔金属。该多孔金属的成分和孔径均可通过过电位进行调节。与市售碳负载的纳米Pd催化剂相比,临界电位下脱合金获得的Pd基纳米多孔金属在对甲酸的催化中表现出了更高的催化活性。     

多孔钛的制备方法及其力学性能

钛及其合金因密度低、强度高、耐蚀性好、生物相容性好等特点被广泛应用于航空航天、海洋工程、石油化工、生物医疗、电子工程等领域，它是继钢铁、铝材之后非常重要的战略金属材料，被誉为“第三金属”、“太空金属”、“海洋金属”。多孔钛是一类兼具多孔材料和金属钛双重属性的结构功能一体化材料，也是现代高技术领域不可或缺的关键支撑材料。本文重点介绍了多孔钛的制备方法，包括粉末冶金法（无压成形法、压制成形法、空间占位法、浆料成形法和3D打印技术）和化学合成法（反应烧结法、燃烧合成法、钙热还原法、脱合金法），简要叙述了多孔钛在生物医疗、过滤与分离、电化学等领域的应用现状。孔结构是影响多孔钛应用性能的关键因素，需加强孔结构的精确控制及其与环境耦合作用机理研究；通过材料、力学、数学等多学科交叉融合，开发超轻质、超高强多孔钛的设计与制备技术。     

去合金化制备纳米多孔金属材料研究进展

纳米多孔金属材料已被广泛应用于催化剂、传感器、生物医疗等诸多领域,去合金化制备纳米多孔金属材料是一项新型、有效、经济的技术,具有很大的研究价值和应用潜力。概述了去合金化制备纳米多孔金属材料的原理、主要方法及其研究进展;重点阐述了去合金化制备纳米多孔钛合金的研究现状,并对去合金纳米多孔形成机制和物理模型进行了综述;简述了去合金化制备的纳米多孔材料在催化、传感以及生物材料等方面的应用;最后展望了纳米多孔金属材料的发展前景及其去合金化制备技术的研究趋势。     

烧结多孔Cu-Zn合金的脱合金行为

采用粉末冶金工艺制备微米多孔Cu-Zn合金前驱体,进而脱合金制备微纳米多孔铜。首先研究了烧结温度对前驱体合金微观结构的影响,然后对比了不同前驱体在不同浓度盐酸溶液中脱合金后的相组成和微观形貌,最后分析了前驱体合金在脱合金过程中的电化学行为。结果表明,以粉末冶金法与脱合金法相结合,可制备出微纳米双级多孔铜。不同烧结温度会造成前驱体合金的物相含量和孔结构发生变化,进而造成其脱合金过程的显著差异。Cu_(30)Zn_(70)前驱体包含Cu_5Zn_8与CuZn_5两相,脱合金时CuZn_5相优先被腐蚀;而Cu_(50)Zn_(50)前驱体仅含CuZn相,腐蚀速率更慢。在0.1mol/L腐蚀液中,试样不能完全脱合金;腐蚀液浓度增大至0.5 mol/L时,前驱体中的Zn完全脱去,微米级韧带由纳米多孔结构构成,其微米孔孔径为3.02～3.68μm,纳米孔孔径为157～183 nm。     

电化学脱合金制备纳米多孔Ag及其甲醛检测性能

以Ag_(30)Zn_(70)合金为原料,通过调控脱合金电势及电流的2种电化学脱合金方法制备纳米多孔Ag材料。结果表明,脱合金电位或电流对纳米多孔Ag的成分、结构及孔径尺寸有重要影响。通过在2.5 mA/cm2电流密度下脱合金处理6000 s后可获得孔径约为80 nm的双连续纳米多孔Ag结构。循环伏安实验结果表明,纳米多孔Ag在0.5 mol/L的KOH溶液中对甲醛有良好的催化和检测性能,归因于纳米多孔结构中较优的纳米多孔孔径和Ag韧带的尺寸匹配。具有更小尺寸孔径的纳米多孔Ag有着更高的甲醛催化和检测性能。孔径约为80 nm的纳米多孔Ag在10～100 mmol/L浓度范围内的甲醛检测灵敏度达到0.22 mA·cm~(-2)·(mmol·L-1)-1;在含有100 mmol/L HCHO的0.5 mol/L KOH溶液中的催化峰值电流密度达到25.0 mA/cm2。     

粉末冶金技术制备金属多孔材料研究进展

金属多孔材料既有金属的性质,又因为孔的存在,而具有一系列功能特性,诸如密度低、比表面积大、机械强度高、通透性好等,是一种性能优异的多功能工程材料,因而在工程中得到广泛的应用.本文阐述了粉末冶金技术制备金属多孔材料的最新研究进展,主要分析了生物金属多孔材料、形状记忆合金多孔材料、多孔钨电极、多孔不锈钢和多孔铜的制备及研究进展.     

金属多孔材料应用及制备的研究进展

综述了金属多孔材料在作为结构材料和功能材料方面所表现出来的优异性能及其应用.并对固相法、液相法、电沉积法、气相沉积法等金属多孔材料的主要制备方法进行了总结,同时,指出当前金属多孔材料的研究热点和今后所需解决的问题.