一种基于超临界CO_2的电化学沉积新方法及其应用研究

概述了超临界CO_2流体特性及其电化学沉积新方法.分析了表面活性剂、CO_2的含量和电解液的三元体系及过程参数对形成的导电乳化液及沉积层微观结构的影响规律.利用该项新技术,在制备高性能镀膜材料等方面取得了积极的进展,其镀膜平整、晶粒细小(小于100nm),显微硬度和耐磨性比普通电镀层有显著提高.最后展望了未来的发展方向.     

超临界二氧化碳介质中纳米颗粒合成研究进展

在超临界流体介质中制备纳米颗粒是一项纳米颗粒合成的新技术.介绍了超临界流体的特性,综述了超临界流体快速膨胀、超临界流体抗溶剂、超临界流体干燥、超临界流体微乳液、超临界二氧化碳制动沉降法等技术的原理、影响因素、应用研究及发展前景.利用超临界流体较好的溶解、扩散和传质能力,可制备出性能优异的纳米颗粒.     

Ag/SBA-15纳米复合材料的超临界流体沉积法制备、性能表征和催化特征

用超临界流体沉积法以无机盐为前驱物制备纳米复合材料.超临界二氧化碳为溶剂,乙醇或乙二醇为共溶剂,AgNO₃为前驱物,SBA-15为载体,在50℃、23~25MPa、3~24h条件下制备担载型纳米复合材料.反应结束后,经焙烧、还原处理,可得到Ag/SBA-15纳米复合材料.经XRD、TEM表征发现,担载的Ag纳米粒子分散均匀,粒径范围3~7nm;纳米线宽度5~9nm,长度由十几纳米到几微米,分散性较好.实验研究表明,超临界流体沉积法是制备纳米复合材料的有效方法,选择合适的共溶剂可以用超临界二氧化碳溶解无机盐.选择合适的沉积条件可以控制复合材料中金属相的形态. 对制备的复合材料进行催化活性评价表明,300℃下CO选择氧化反应可以完全转化.     

超临界CO2冷却换热特性数值模拟

采用L-B低雷诺数模型对超临界二氧化碳在竖直圆管内的冷却对流换热特性进行了数值模拟.通过分析得到了管内不同截面的径向流体温度、速度、湍动能分布,并进一步分析了二氧化碳和冷却水进口雷诺数对超临界二氧化碳对换热的影响.研究表明,对流传热系数峰值出现在接近准临界温度的截面内,此时截面内湍动能最大,跨过该截面流速小于进口流速;...     

超临界二氧化碳管内流动及换热特性分析研究

通过对超临界二氧化碳管内流动及换热特性研究现状和分析方法介绍,列出常用的超临界二氧化碳在不同条件下的传热和压降关联式,进一步说明自然工质二氧化碳的跨临界循环特点和所具有的独特的热物理性质,指明超临界二氧化碳的利用和新型换热设备的研发方向。     

硅基MEMS三维微电极阵列的超电容特性

三维微电极是一种具有空间结构优势、电化学性能比二维微电极更加优越的微型储能结构.本文提出一种基于光刻、感应耦合等离子体刻蚀和溅射等MEMS工艺加工三维结构硅基微电极阵列的新方法.采用电化学阴极沉积工艺在微电极表面制备了纳米氧化钌功能薄膜.借助扫描电子显微镜、循环伏安测试和电化学交流阻抗谱测试等手段对三维微电极的表面形貌和电化学性能进行了表征,系统研究了阴极沉积电流密度、电沉积时间以及硅基微结构表面"微草效应"对三维微电极超电容特性的影响.所制备三维微电极的比电容达到1.57 F/cm2,与平面电极比电容0.42 F/cm2相比明显提高,而电化学阻抗比二维平面微电极显著降低.相关实验数据表明基于MEMS技术加工的三维结构微电极具有优于平面电极的电化学电容储能特性.     

煤气组分对固体氧化物燃料电池碳沉积的影响

以煤气化合成气作为固体氧化物燃料电池的燃料是煤炭清洁利用的重要方式之一, 但是存在碳沉积会对SOFC的运行造成一定影响. 本文构建了基于实验的全三维SOFC数学模型, 考虑了化学/电化学反应、气体的流动和扩散、气固耦合换热、过电势等多种运行参数, 计算了煤气化合成气中不同组分对以Ni-YSZ为阳极的SOFC碳沉积的影响. 可以看出, 增加水蒸气以及二氧化碳有助于碳沉积的降低, 但是过多的水蒸气和二氧化碳也会导致SOFC输出电压的降低. 较高的氢气含量对碳沉积也有一定的抑制作用. 一氧化碳含量的增加有助于减少碳沉积的范围, 但在SOFC入口处却增加了碳沉积活性. 同时, 甲烷能导致剧烈的碳沉积, 因此, 在煤气化合成气中应尽量去除甲烷.     

纳米晶NiO薄膜的电化学沉积及其光学性能研究

以Ni(NO_3)_2水溶液为沉积液,采用阴极电化学沉积法在FTO导电玻璃上制备了纳米晶NiO薄膜。通过X射线衍射、紫外-可见光透过谱等手段表征薄膜结晶性、表面微观形貌以及光学特性。结果表明,沉积电位以及沉积时间均对电化学沉积法薄膜沉积过程存在重要影响。在优化条件下(沉积电压为-0.9V、沉积时间为2~5min),所获薄膜致密均一,无裂纹,对可见光的透过率高达85%。     

电化学方法制备金属基复合材料研究进展

金属基复合材料具有高比强度、高比模量、高硬度、耐高温等一系列优点,在现代航空、航天及武器装备等领域具有广阔的应用前景.综述了近年来电化学方法制备金属基复合材料的研究进展,具体介绍了电化学渗浸、连续分步电沉积和复合电沉积3种不同的电化学工艺过程.     

超临界石油醚干燥和超临界二氧化碳干燥在制备有机和炭气凝胶中的比较研究

热固性酚醛树脂—羟甲基三聚氰胺经历聚合反应、溶胶—凝胶、超临界干燥和裂解过程生成了有机和炭气凝胶。比较了超临界石油醚干燥(240℃、6．0MPa下1h)和超临界二氧化碳干燥(60℃、10．0MPa下7d)在制备有机和炭气凝胶过程中的作用。结果发现：超临界石油醚干燥时间比超临界二氧化碳的显著短，虽然前者制备的有机气凝胶的BET比表面和中孔孔容比后者小，但前者制备的有机气凝胶在热裂解过程中的热稳定性比后者好，因此，超临界石油醚干燥制备的炭气凝胶的BET比表面和中孔孔容均比超临界二氧化碳的大。超临界石油醚干燥可以替代超临界二氧化碳干燥来制备炭气凝胶。