金属Ni掺杂催化AlLi/NaBH_4混合体系水解析氢(英文)

采用机械球磨法制备AlLi/NaBH4/Ni混合体系。水解测试分析表明,固态Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有良好的析氢性能。Al-10%Li-10%Ni/NaBH4(质量比为3:1)混合物在333K时的产氢值达1540mL/g,产氢效率为96%。通过XRD、SEM等分析Ni掺杂改善其水解析氢机制,金属Ni的产物Ni2B对Al合金和NaBH4的水解具有双重催化作用。Ni2B沉积在Al表面可作为微型腐蚀电池的阴极并促进铝的阳极腐蚀。另外,Ni2B/Al(OH)3对NaBH4的水解动力学具有很好的催化作用。连续水解测试结果显示:水解产物Al(OH)3/NaBO2·2H2O具有稳定的pH值,Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有很好的水解动力学。     

电沉积Ni—W—P合金催化析氢特性研究

用电沉积方法制备了Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金电极。研究了该电极在酸性溶液和碱性溶液中对析氢反应的催化活性的稳定性。结果表明，该电极具有较高的催化析氢活性和极好的长期电解稳定性。     

Ni掺杂MgH2体系解氢性能的机理

采用基于密度泛函理论的Dmol 4.1程序包,通过计算移走H原子所需能量及几何、电子结构的改变,对Ni掺杂MgH2体系解氢性能的机理进行探讨.结果表明:Ni替代Mg和创造Mg空位对MgH2体系解氢而言,均发挥有益作用,而形成Mg空位所需能量(6.51 eV)高于Ni替代Mg所需能量(2.12 eV),表明低温下Ni替代Mg对MgH2体系解氢而言更有利,至此NiF2中的Ni替代MgH2中的Mg,有利于加速化学反应NiF2+3MgH2=MgF2+Mg2NiH4向右进行,使结构稳定的MgH2发生转变,生成结构不稳定的Mg2NiH4,这样体系解氢过程不是通过MgH2,而是转变为通过Mg2NiH4进行,因此,Ni掺杂提高了MgH2体系的解氢性能.     

Ta掺杂LiNH2体系解氢性能的机理

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算Ta-LiNH2体系的晶体与电子结构及对解氢性能的影响。负合金形成热与H原子解离能的计算发现:金属元素Ta在LiNH2中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系的解氢能力。电子态密度(DOS)与电子密度分析发现:Ta合金化提高LiNH2解氢能力的主要原因是合金化元素导致LiNH2体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及Li与NH之间的成键作用减弱。     

掺杂Co、Ni对LiBH4解氢性能影响的第一原理研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Co、Ni掺杂LiBH4体系的晶体与电子结构及解氢性能的影响.负合金形成热与H原子解离能的计算发现:金属元素Co、Ni在LiBH4中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系解氢能力,其中Co提高LiBH4体系解氢效果较好.电子态密度与电子密度分析发现:合金化提高LiBH4解氢能力的主要原因是Co、Ni导致LiBH4体系Fermi能级附近能隙减小,BH键的键长增长和重叠布局数减小及Li与BH之间的成键作用减弱.     

催化剂Co_2B/Nd_2O_3对NaBH_4水解放氢的影响

研究了催化剂Co2B/Nd2O3对NaBH4水解放氢性能的影响。结果显示,随着Co2B/Nd2O3加入量的增加,掺杂NaBH4试样的放氢速率明显加快。当Co2B/Nd2O3的加入量相同时,随着催化剂Co2B/Nd2O3中Nd2O3含量的增加,掺杂试样的放氢速率明显降低。对于放氢量的研究发现,当Co2B/Nd2O3加入量增加时,试样的放氢量有所增加,但是增加幅度不大,在所有的掺杂试样中,掺杂量为4%的掺杂80%Co2B+20%Nd2O3的试样的放氢量最大为520 mL/g。SEM的分析发现,随着NaBH4中掺杂量的增加,试样的放氢速率变化明显,然而试样的放氢量却没有明显变化。     

化学镀Pd膜的结构及其对Nb-Ti-Ni体系氢分离膜的氢渗透催化研究

采用碱性化学镀在Nb-Ti-Ni合金膜片表面和载玻片上沉积了Pd膜,利用X射线衍射(XRD),能谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM),示差扫描量热仪(DSC)等手段对Pd沉积膜的相结构、成分、形貌及热稳定性进行了分析。结果表明,制备的Pd沉积膜为非晶态结构,膜层呈现球状颗粒密排沉积形态,颗粒尺寸在1μm左右,膜中的P含量在3%～4%(质量分数,下同)。膜的热稳定性研究表明,在经675K热处理后,膜层仍保持其初始的颗粒密排沉积特征,随着温度的升高,颗粒尺寸有轻微增大的趋势,出现Pd相和Pd6P相。电化学测试结果表明,制备的非晶态Pd膜可显著提高合金膜片的氢渗透电流密度,相应的氢扩散系数增大,而非晶膜层经热处理后,其氢扩散系数有较明显的降低。     

Al/Ni异种金属超声波点动焊接工艺及界面组织分析

对1060铝合金和N4镍合金异种金属进行了超声波点动焊接,优化了焊接工艺,分析了接头界面组织,焊接接头组织微观形貌和力学性能.结果表明,超声波焊接能够实现1060铝合金和N4镍合金异种金属的有效连接,能够得到韧性和强度都很高的焊接接头;确定了铝镍异种金属超声波焊接的焊接工艺参数为焊接压力25.2~36.0 MPa,焊接时间75~85 ms;当焊接压力为32.4 MPa,焊接时间为85 ms时,抗剪强度超过铝侧母材.焊接接头界面的XRD和EDS分析结果表明,接头界面存在由Al,Ni两种元素互扩散而形成的2 μm厚的反应扩散层.     

Effect of Ni content on corrosion behavior of Ni/（10NiO-90NiFe2O4） cermet inert anode

Ni/（10NiO-90NiFe2O4） cermet inert anodes with metal Ni content of 0, 5, 10, 15 and 20 （mass fraction, %） were prepared and their corrosion behavior in Na3AlF6-Al2O3 melts was investigated in laboratory electrolysis tests. The results indicate that the content of metal Ni in anodes has little effect on the steady-state concentration of impurities Ni and Fe in electrolyte and the values range in （114-173）×10^-6 and （287-385）×10^-6, but the content of impurities in the metal aluminum manifolds. There is preferential corrosion for metal Ni in NiO-NiFe2O4 based cermet anodes. Considering the corrosion resistance and electrical conductivity, the cermet containing 5%Ni （mass fraction） behaves best among NiO-NiFe2O4 based cermet anodes studied, and should be further studied.     

Au/Ni双金属纳米颗粒的制备及其催化制氢活性

采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的Au/Ni双金属纳米颗粒,采用UV-Vis、TEM对所合成的纳米颗粒进行了表征,研究了双金属纳米颗粒的化学组成对其催化水解Na BH4制氢活性的影响。结果表明:所制备的Au/Ni双金属纳米颗粒的平均粒径为2.9~4.2 nm,Au/Ni双金属纳米颗粒的催化活性高于Au和Ni单金属纳米颗粒的活性,Au50Ni50双金属纳米颗粒的催化活性最高,30℃时其催化活性数值达到550 mol-H2·h-1·mol-M-1。XPS和密度泛函理论(DFT)的结果都表明:Au/Ni双金属纳米颗粒优异的催化性能可归因于电荷转移效应,Ni原子与Au原子之间发生的电子转移使得Au原子带负电而Ni原子带正电,荷电的Au和Ni原子成为催化反应的活性中心。Au50Ni50双金属纳米颗粒催化水解Na BH4制氢的活化能为61.9 k J/mol。     

Pd/Ni双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能的研究

采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pd/Ni双金属纳米溶胶,采用TEM、HR-TEM等对所合成的Pd/Ni双金属纳米溶胶进行了表征,并系统研究了PVP用量、还原剂用量、金属盐离子浓度及金属比例等对该溶胶型双金属纳米催化剂的影响。结果表明:所制备的Pd/Ni双金属纳米溶胶的平均粒径在2 nm左右,双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH_4制氢活性优于单金属Pd和Ni纳米溶胶的活性。其中Pd_(10)Ni_(90)双金属纳米溶胶的催化活性最高,其催化NaBH_4制取氢气的活性可以达到8250 mol_(H2)·mol_(Pd)~(-1)·h~(-1),Pd_(20)Ni_(80)双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH_4水解反应的活化能为35.7 kJ/mol,反应焓为33.3 kJ/mol,反应熵为-150 J/mol。研究结果还表明,所制备的Pd/Ni双金属纳米溶胶催化剂具有很好的催化稳定性,即使4次催化试验后该催化剂仍然保持着较高的催化活性。密度泛函理论计算结果表明,Ni原子与Pd原子之间发生的电子转移使得Pd原子带负电而Ni原子带正电,荷电的Pd和Ni原子成为催化反应的活性中心。     

Hydrogen Generation on NaBH4 Catalyzed by Co-B/Rare Earth Oxides

研究了催化物体系Co2B/稀土氧化物对NaBH4放氢性能的影响。结果显示,掺杂Co-B/CeO2和Co2B/Sm2O3明显增加了NaBH4的放氢量,在所有的掺杂试样中,掺杂Co2B:CeO2比例为1:1混合催化剂的试样具有最大放氢量274 mL。然而,掺杂混合催化剂试样放氢速率的研究显示,掺杂系统混合催化剂使得NaBH4的放氢速率明显下降。此外,掺杂试样的微观结构研究显示,与掺杂Co2B的试样相比,掺杂混合催化剂试样的微观结构更加松散。Co2B/CeO2催化剂的研究发现,多孔状的微观结构对提高NaBH4放氢量是有益的,但是,对Co2B/La2O3和Co2B/Sm2O3等催化剂的研究结果显示,微观结构中的多孔结构与NaBH4放氢量没有直接关系。     

Ti2Ni储氢合金的充放电特性及腐蚀行为

通过球磨晶态Ti2Ni合金制备非晶态Ti2Ni合金,采用X射线衍射、充放电测试、阳极极化曲线对不同结构的Ti2Ni储氢合金的充放电特性及腐蚀行为进行研究。结果表明:晶态Ti2Ni合金的首次电化学充氢容量可达480mAh/g,但首次放氢量仅为充氢量的一半,合金内形成了大量不可逆氢化物相。随后的充放电循环中几乎没有不可逆相的形成。非晶相能够有效抑制充氢过程中不可逆相的形成,且充放氢使非晶合金间隙发生了弹性变形。此外,非晶结构使合金在碱性电解液中的自腐蚀电位升高、腐蚀电流降低,显著提高了合金的耐蚀能力。     

Electrochemical Properties of the Amorphous Ti3Ni2 Alloy in Ni/MH Batteries

采用机械球磨晶态Ti3Ni2 (Ti2Ni/TiNi)合金的方法制备非晶态的Ti3Ni2合金,并研究其电化学性能.充放电测试结果显示,非晶态Ti3Ni2合金成功地解决了晶态Ti3Ni2合金在高温下(333 K)循环寿命极短的缺点.在333K循环19次后,相对于晶态Ti3Ni2合金较低的容量保持率(39.47％),其非晶态合金有效的将容量保持率提高到88.83％.通过Tafel极化,线性极化以及交流阻抗测试,发现这种改善源于非晶态Ti3Ni2合金的耐蚀性远优于其晶态合金.     

Formation of WC/Ni hard alloy coating by laser cladding of W/C/Ni pure element powder blend

WC/Ni coating was formed by laser cladding of a W/C/Ni powder blend. The formed WC crystals have rectangular or quadrangle cross-section shapes with size of 2–30 μm. Step, twist and cross growth morphologies of WC formation were observed. The coating contains WC, CW_3, WNi, FeW₃C, Fe₆W₆C, W₃O, W, C, and (Fe,Ni) phases.     

（Ti0.7Zr0.2V0.1）Ni贮氢合金的电化学性能及氢致相变研究

研究了（Ｔｉ０．７Ｚｒ０．２Ｖ０．１）Ｎｉ合金的相结构和电化学性能,结果表明：在比较快的冷却条件下,合金铸态组织为具有Ｂ２结构的单一奥氏体相;充氢使唤结构和奥氏体相转变为单斜结构的马氏体相;反复电以放氢使Ｔｉ２Ｎｉ２和Ｚｒ９Ｎｉ相逐渐从母中析出。     

添加镍颗粒的铝/钛异种材料电阻焊接头力学性能及显微组织分析

使用三相次级整流电阻焊机对LY12铝合金/TC4钛合金进行电阻点焊,并在板材中间添加了镍颗粒. 结果表明,最佳工艺参数为电极压力3.03 kN,预热脉冲焊接电流7.5 kA/10 cyc(1 cyc=0.02 s),焊接脉冲焊接电流12.1 kA/45 cyc,缓冷脉冲焊接电流7.5 kA/10 cyc,接头的最大拉剪力为7.12 kN. 铝合金侧熔核的显微组织为细小的等轴晶,钛合金侧熔核的显微组织为针状马氏体,IMC层由靠近铝合金侧的一层1～2 μm厚的NiAl3和在钛合金/铝合金之间散乱分布着的TiAl3共同构成.