析氢催化电极的研究现状

综述了析氢反应中高催化活性电极的现状，并对析氢催化机理进行了评述。     

Ni—ZrO2复合镀层中界面轨道相互作用及析氢反应

用ＸＰＳ，ＵＰＳ，ＥＳＲ研究了Ｎｉ－ＺｒＯ２复合层中基质金属Ｎｉ与ＺｒＯ２微粒间的轨道相互作用，建立了相应的分子模型，关据此解释了Ｎｉ－ＺｒＯ２镀层 析氢电催化活性的机制。     

铝液中氢的测定

本文论述了铝液中氢含量测定的原理、方法,并探讨解决了在测定中遇到的技术问题。     

碳纤维／铝复合材料界面化学反应产物的定量研究

设计了一种新的分析方法，采用气体体积测定法和反应气相色谱法和以测定碳纤维＝／铝复合材料界面化学反应产物Ａｌ４Ｃ３的含理，当用单位纤维表面积所生成的Ａｌ４Ｃ３（Ｉ）来表征界面反应程度时，４６０℃，５４０℃睛的动力学分析表明：Ｉ－√ｔ图线性回归系数大于０．９，由此计算的界面反应扩散激活能力４９．２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ。     

Al/Fe液-固界面扩散反应层生长动力学分析

采用镶嵌式技术制备了Al/Fe扩散偶,在铝熔点以上铁熔点以下进行扩散热处理,对Al/Fe液-固界面扩散反应层的生长动力学进行了分析,并建立了生长动力学方程。结果表明,Fe2Al5是热处理保温过程中唯一生成的新生相。在Fe2Al5连续单相层形成之前,其生长受Al原子和Fe原子的化学反应控制;一旦连续的Fe2Al5单相层形成,其生长则主要依赖于Al原子沿其晶界的扩散控制,且伴随着其晶粒尺寸的长大。在800℃以下热处理,可忽略晶粒长大对原子扩散的影响,其生长动力学方程为:y=2020.96exp(-78490/RT)t0.25。但当热处理温度超过铁熔点的0.7倍后,则不能忽略晶粒长大的影响,应适当减小生长动力学方程中的生长指数值。     

碳纳米管增强铝基复合材料界面控制研究进展

碳纳米管被认为是下一代最理想的铝基复合材料增强相,其与铝基体的界面结合情况是影响复合材料性能的重要因素之一。介绍了碳纳米管与铝基体界面反应条件以及界面反应产物对复合材料性能的影响,从碳纳米管表面金属包裹、碳纳米管表面化学键的修饰、制备工艺参数等方面综述了界面优化的方法,并讨论了界面优化对碳纳米管增强效率的影响。     

电沉积非晶Ni-Fe-P涂层析氢催化性能研究

采用直流电镀技术,通过改变电沉积电流密度制备了不同的非晶Ni-Fe-P涂层。采用稳态极化技术比较不同电流密度下电镀Ni-Fe-P合金涂层电化学催化析氢活性,发现电流密度200A/m2电沉积的Ni-Fe-P合金涂层的电化学催化析氢性能最好。通过XRD分析镀层相结构,SEM观察涂层表面的微观结构及EDX分析表面成分,研究影响非晶Ni-Fe-P合金涂层的析氢电催化活性原因。结果表明,影响非晶Ni-Fe-P合金涂层电催化活性的主要因素是镀层中Fe、P元素含量。当Fe的含量最大18.63%(原子分数),P的含量最小13.14%(原子分数)时,非晶Ni-Fe-P涂层电催化析氢活性最好。2     

镍—铝二层膜的界面反应

采用原位加热电镜观察法研究了Ｎｉ－Ａｌ膜固态反应。慢速加热下，反应以扩散机制进行，快速加热下，导致爆炸燃烧反应。     

非晶态Fe-Mo合金在碱性溶液中的电催化析氢活性

研究了电沉积制备的非晶态Fe-Mo合金(组成分别为Fe82Mo18、Fe74Mo26和Fe71Mo29)电极在30％KOH溶液中，303～343K的温度范围内的析氢催化性能。三种非晶态合金都显示出较好的催化析氢活性。温度为343K，析H2电流密度为300nA／cm^2时的析H2过电位为150～157mV。非晶态Fe82Mol8、Fe74Mo26和Fe71Mo29合金上析H2反应的表观活化能分别为57．18，47．33，102．28kJ／mol。     

电工圆铝杆的铝熔体炉内精炼工艺现状与展望

近年来随着电力行业的飞速发展,普通圆铝杆已经无法满足电力行业的实际需要,亟需生产具备高强度、高导电率等优异性能的电工圆铝杆,以助力电力行业的发展。铝熔体的炉内精炼是生产高品质电工圆铝杆的基础及技术关键,但受限于熔体中夹杂的去除、杂质元素（Fe、Si、Mn、Ti、V、Cr等）、除气装备、测夹杂和测氢能力等影响因素,无法很好地满足生产高品质产品的需要。当前,许多学者致力于研究高效环保的新型精炼剂和更为先进的精炼装备与技术,目的是改善传统炉内精炼技术存在的精炼效果不好、对环境产生负面影响、精炼自动化程度低等问题。而未来铝熔体炉内精炼技术的发展也应该呈现为更加安全、环保、高效的趋势。重点介绍了铝熔体的炉内熔剂和气体精炼原理、炉内精炼技术现状、铝熔体中夹杂和氢的检测方法及其他杂质元素的去除现状,同时还对传统炉内精炼技术的不足及改进方向提出建议和展望,旨在为炉内铝熔体的高品质精炼和后续高质量电工圆铝杆的生产提供参考。     

铝及铝合金熔体结构研究

综述了最近几十年来液态结构研究方法、铝及铝合金熔体结构研究的进展,特别是对Al-TM(过渡族元素)-X和Al-Si-X合金系做了详细介绍,希望为研究更高质量的铝合金熔体,精确控制铝及铝合金中的相组成提供理论指导.     

Borocarbonitrides as Metal‐Free Catalysts for the Hydrogen Evolution Reaction

Hydrogen generation by water splitting is clearly a predominant and essential strategy to tackle the problems related to renewable energy. In this context, the discovery of proper catalysts for electrochemical and photochemical water splitting assumes great importance. There is also a serious intent to eliminate platinum and other noble metal catalysts. To replace Pt by a non‐metallic catalyst with desirable characteristics is a challenge. Borocarbonitrides, (B_xC_yN_z) which constitutes a new class of 2D material, offer great promise as non‐metallic catalysts because of the easy tunability of bandgap, surface area, and other electronic properties with variation in composition. Recently, B_xC_yN_z composites with excellent electrochemical and photochemical hydrogen generation activities have been found, especially noteworthy being the observation that B_xC_yN_z with a carbon‐rich composition or its nanocomposites with MoS₂ come close to Pt in electrocatalytic properties, showing equally good photochemical activity.     

纳米铝粉在快速反应中的活性研究

研究了入射击波作用下纳米铝粉与环氧丙烷快速反应的热动力学行为.利用X射线衍射(XRD)对反应产物成分进行了分析,结果表明:Al2O3不同相产生于不同温度区.反应产物的扫描电镜(SEM)结果显示:反应产物表面发现了一些孔洞,表明纳米铝粉与其亚氧化物的反应是剧烈的.透射电镜(TEM)数据显示:反应产物多为球状,部分为絮状,其颗粒直径处于20～90 nm的范围.纳米铝粉反应过程中,其反应产物表面的聚结与环氧丙烷热分解过程中的氧原子及含氧分子含量限制了纳米铝粉的反应度.     

Controllable Surface Reorganization Engineering on Cobalt Phosphide Nanowire Arrays for Efficient Alkaline Hydrogen Evolution Reaction

Developing highly efficient hydrogen evolution reaction (HER) catalysts in alkaline media is considered significant and valuable for water splitting. Herein, it is demonstrated that surface reorganization engineering by oxygen plasma engraving on electocatalysts successfully realizes a dramatically enhanced alkaline HER activity. Taking CoP nanowire arrays grown on carbon cloth (denoted as CoP NWs/CC) as an example, the oxygen plasma engraving can trigger moderate CoO_x species formation on the surface of the CoP NWs/CC, which is visually verified by the X‐ray absorption fine structure, high‐resolution transmission electron microscopy, and energy‐dispersive spectrometer (EDS) mapping. Benefiting from the moderate CoO_x species formed on the surface, which can promote the water dissociation in alkaline HER, the surface reorganization of the CoP NWs/CC realizes almost fourfold enhanced alkaline HER activity and a 180 mV decreased overpotential at 100 mA cm^?2, compared with the pristine ones. More interestingly, this surface reorganization strategy by oxygen plasma engraving can also be effective to other electrocatalysts such as free‐standing CoP, Co₄N, O‐CoSe₂, and C‐CoSe₂ nanowires, which verifies the universality of the strategy. This work thus opens up new avenues for designing alkaline HER electrocatalysts based on oxygen plasma engraving.     

The Rise of Hydrogen Peroxide as the Main Product by Metal‐Free Catalysis in Oxygen Reductions

One of the recent trends in electrocatalytic reactions involves the oxygen reduction reaction (ORR), where a new paradigm has been shaped to exploit this reaction for the synthesis of hydrogen peroxide (H₂O₂). H₂O₂ is a very versatile chemical of high commercial value, prepared currently through poorly sustainable processes. The emergence of metal‐free carbon catalysts for the selective synthesis of H₂O₂ is expected to revolutionize ORR research, beckoning at the development of new industrial schemes. The complexities of the mechanism and the factors dominating the selectivity of the process have been unveiled through a combination of theoretical and experimental studies.     

大尺寸自由曲面铝反射镜超精密抛光工艺

针对大尺寸自由曲面铝反射镜在单点金刚石车削(SPDT)后出现的划伤、波纹等缺陷,研究了抛光介质和加工参数对自由曲面铝合金超精密抛光结果的影响.利用Wyko NT9300白光干涉仪和VHX500超景深显微镜对AA6061铝合金抛光表面进行了检测,将抛光前后的表面形貌以及不同条件下的抛光结果进行了比较.实验中采用质量分数不同的金刚石油性悬浮液作为抛光液,采用羊毛轮作为抛光轮,在一台精密加工中心上先后进行了平面抛光和自由曲面抛光实验.实验结果表明,工件的表面粗糙度Ra由抛光前的144.59 nm降低到了抛光后的6.03nm,其中油性润滑剂在抛光过程中起微量去除和降低划擦几率的关键作用,使用优化的工艺参数在AA6061自由曲面上获得了理想镜面.     

无氢DLC涂层的摩擦学性能

为了探究轮胎模具无氢类金刚石(DLC)涂层的摩擦学特性,增强轮胎模具的易脱模、防粘、自清洁性能以及提高轮胎质量与服役寿命,以轮胎模具常用的35钢为基体,利用电弧离子镀在基体试样上制备无氢DLC涂层,对涂层Raman光谱、表面粗糙度、表面微观形貌、纳米硬度、结合力和摩擦系数进行了分析,着重研究涂层摩擦前后表面微观形貌的变化以及摩擦磨损机理。结果表明:通过改变表面粗糙度可以有效降低涂层的摩擦系数,涂层摩擦系数随粗糙度减小而显著降低;在140℃高温条件下,摩擦系数最小低至0.363 4,且涂层纳米硬度可达32.45 GPa,弹性模量高达348.94 GPa。无氢DLC涂层完全满足轮胎模具减摩耐磨和自清洁性的使用要求,为制造高性能轮胎模具提供了一种可行的工艺选择。     

基于自由弯曲技术的6061铝合金管的弯曲成形性能研究

目的 对6061铝合金管开展三维自由弯曲成形的研究。方法 对不同弯曲半径的铝合金管进行了弯曲模拟成形,并根据模拟结果对铝合金管进行实际成形研究。结果 根据对6061铝合金管进行的弯曲半径为60, 70, 80 mm的有限元模拟成形结果,发现管材壁厚中性层向弯曲外侧发生明显偏移,且弯曲半径越小,向弯曲外侧的偏移量越大;管材内侧管壁增厚,最大增厚为17.2%,管材外侧壁厚减薄,最大减薄不超过4%,发现随着弯曲半径的减小,管材内侧增厚愈发明显,而减薄变化较小,同时对管材截面畸变进行分析,发现最大椭圆度不超过8%;通过对比模拟结果、实验结果与设计模型,发现管材模拟的弯曲半径最大偏差不超过8%,实验结果则不超过6.5%,而管材模拟的弯曲角度最大偏差不超过4.5%,实验结果则不超过3%,同时发现当弯曲较小时,内侧发生明显起皱,而弯曲外侧也有轻微壁厚减薄导致的畸变缺陷,这与模拟结果吻合。结论 管材壁厚中性层向弯曲外侧偏移与自由弯曲系统轴向推力PL有关,轴向推力使得管材的受压区域增加,而受拉区域减小,导致壁厚中性层外移;实验结果与模拟结果相吻合,验证了模拟对实验成形指导的可靠性。     

硅表面接枝含氟聚合物刷的动力学与表面性能

利用表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)法,在硅基体表面接枝了以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为单体的嵌段聚合物刷(Si-g-PMMA-b-PDFHM)。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析了聚合物刷的化学结构,采用气相色谱研究了2种聚合路线的反应动力学。进而通过扫描电子显微镜、原子力显微镜和接触角测量仪表征了聚合物刷的表面形貌及润湿性。结果表明,硅片表面引发SI-ATRP的反应动力学为典型的可控聚合反应,A、B方法的反应速率常数分别为0.04916/h和0.03731/h,转化率分别为55%和45%,聚合物刷的厚度分别为4.2μm和4.8μm。硅片表面生长聚合物刷后,粗糙度增加,疏水性能明显提高。