钛基银镍电极在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化活性

以硝酸银、硫酸镍和水合肼为原料,以钛为基体,采用水热法首先合成了钛基银电极（Ag／Ti）,再以此电极为基体,采用水热法合成了银基镍电极（Ni／Ag／Ti）。SEM图像表明,金属镍以纳米球状形式沉积于银表面。利用循环伏安（CV）和恒电位阶跃（CA）等电化学方法,研究了在Ni／Ag／Ti电极和Ni／Ti电极上,乙醇在1MNaOH溶液中的电化学氧化行为。结果表明,Ni／Ag／Ti电极对乙醇的电化学氧化表现出更高的电流密度（87mA／cm^-2）。     

钛基Co中间层SnO2电催化电极的制备及性能研究

为提高钛基二氧化锡电极的稳定性,设计并制备了含Co中间层的钛基二氧化锡电催化电极Ti/Co/SnO2,以苯酚为目标有机物,考察了所制备Ti/Co/SnO2电极电催化氧化降解苯酚的性能,并采用SEM、EDX以及XPS等检测方法分析了Ti/Co/SnO2电极表面的形貌、元素组成及元素化学态.研究结果表明,含有中间层的Ti/Co/SnO2电极其使用寿命较不含中间层的钛基二氧化锡电极Ti/SnO2大幅度提高,但其对苯酚的电催化降解活性有所下降,氧化还原电对Co2 /Co3 的存在是所制备Ti/Co/SnO2电极稳定性及电催化活性改变的主要原因.     

电沉积制备铁氰化镍/Nafion纳米粒子及其对葡萄糖的电化学检测

采用电沉积的方法,在玻碳电极表面快速电沉积均匀分布的铁氰化镍/Naion纳米粒子。用X射线能量色散光谱图(EDX)和扫描电镜(SEM)对样品进行了表征,然后采用循环伏安法对该修饰电极进行电化学研究。结果表明:该电极对葡萄糖具有良好的电催化氧化性能,对葡萄糖响应的线性范围为1.560×10~(-6)~10.32×10~(-3)mol/L(R~2=0.999),检出限为1.2μmol/L(S/N=3)。制得的修饰电极对葡萄糖的电催化具有灵敏度高、重现性好和选择性强的优点。     

多壁碳纳米管对钛基二氧化铅电极电化学性能的影响

为提高钛基二氧化铅电极的电化学性能,利用直流电沉积法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)掺杂改性的电积锌用钛基二氧化铅复合阳极材料。通过XRD、SEM等测试方法,研究了不同多壁碳纳米管添加量对电极活性层的物相组成、微观形貌的影响规律。结果显示:掺杂MWCNTs后,在与PbO_2共沉积过程中会阻碍PbO_2的连续生长,使PbO_2晶体细化,同时MWCNTs的引入使得PbO_2晶体在(301)晶面发生了明显的择优生长。电化学测试表明,与纯Ti/β-PbO_2电极材料相比,Ti/β-PbO_2/CNTs电极材料具有更好的电化学性能,当MWCNTs的添加量为3.0g/L时,电极的析氧过电位为1.566 V,降低了0.054 V;自腐蚀电流密度为5.225×10-6A/cm2,降低了8.095×10-6A/cm2,电极的电催化活性和耐腐蚀性能得到改善。     

聚苯胺载铂电极对甲醛的电催化氧化

在金属Ti电极基体上,以循环伏安法聚合得到颗粒状聚苯胺修饰电极,以聚苯胺为Pt的载体,制备得到聚苯胺载铂电极(Pt/PAn/Ti),并通过扫描电镜和循环伏安法对该电极进行了表征。以Pt/PAn/Ti电极为阳极研究了甲醛在该电极上的氧化,结果表明,聚苯胺的存在使得铂微粒分散程度更好,有效面积更大,对甲醛的电催化氧化的电流密度达到77.2mA/cm2,是同样条件下没有聚苯胺电极的2.3倍。同时,该电极对甲醛的催化氧化效果与铂的沉积量有一定关系。     

TinO2n-1电极电催化氧化有机污水中二甲基苯酚的探究

从Ti_nO_(2n-1)电极的制备入手,以Ti H2与Ti O2为合成原料,采用高温压片-真空烧结法制得Ti_nO_(2n-1)多孔电极。通过SEM、XRD技术对电极进行了表征,随后利用电化学测试方法考察了Ti_nO_(2n-1)电极的性能,并设计了有机污染物处理试验考察了电极的电催化氧化效能。结果显示:自制得到了主相为Ti4O7的Ti_nO_(2n-1)多孔电极,将自制的Ti_nO_(2n-1)多孔电极与石墨电极分别进行电化学测试,Ti_nO_(2n-1)电极的析氧电位保持在2.25 V左右,石墨电极仅为1.60 V、电化学稳定性等指标均优于石墨电极。在二甲基苯酚(DPM)模拟污水的电催化氧化过程中,Ti_nO_(2n-1)电极在105 min内对DPM的消解率达到93.1%,对COD的去除率达到84%,反应过程符合一级动力学过程。     

氧化石墨烯的制备及电化学性质研究

采用改进Hummers法来制备氧化石墨烯;通过循环伏安法、单电位阶跃计时电流法、塔菲尔曲线研究分散在DMF中的氧化石墨烯在Pt电极上的电化学性质,研究表明氧化石墨烯在Pt电极上电化学反应是一步不可逆的反应,并且此过程是受扩散控制;通过循环伏安法求得电荷传递系数α为0.03348。通过塔菲尔曲线可计算得交换电流密度i0为1.007×10-4 A/cm2。氧化石墨烯在Pt电极上成核机理的研究表明,氧化石墨烯在Pt电极上是按三维模式扩散控制下连续成核的。     

叶酸在聚苯胺修饰铂电极上的电催化氧化行为

采用电化学聚合法制备了聚苯胺修饰的铂电极(PAN/Pt),并用循环伏安法(CV)研究了该电极对叶酸(FA)的电催化氧化性能。结果显示:FA在裸铂电极上的直接电化学氧化十分迟缓,无氧化峰出现,而在PAN/Pt修饰电极上0.561V处出现氧化峰,表明此电极对FA有很良好的电催化作用。另外,氧化峰电流与叶酸浓度在1×10-12 mol/L~1×10-6 mol/L范围内呈线性关系,检测限为1×10-11 mol/L。利用该电极测定市售叶酸片中的叶酸,获得令人满意的结果。     

含Mn中间层钛基二氧化锡电催化电极的性能

采用高温热氧化方法制备了含Mn中间层的钛基二氧化锡电催化电极Ti/Mn/SnO2.采用SEM、EDX以及XPS等检测方法对电极表面涂层的形貌、元素组成及元素化学态进行了分析,研究了所制备Ti/Mn/SnO2电极电催化氧化降解苯酚的性能.结果表明,Mn中间层的引入降低了电极对苯酚的电催化降解活性,使电极的使用稳定性大为提高.含Mn中间层的存在,可防止电化学反应过程中析出的氧向基体的扩散,离子对Mn2 /Mn4 与Sn2 /Sn4 的存在改变了SnO2电极表面催化剂的组成和结构,导致电极性能变化.     

CV和Tafel曲线对稀土掺杂Ti/SnO2-Sb电极电催化性能研究

采用热分解法制备了稀土Dy、Nd、Eu及Gd掺杂Ti/SnO2-Sb电极,以苯酚为目标有机物,研究了所制备电极降解有机物的性能.在500 mg/L苯酚溶液中进行了所制备电催化电极的循环伏安(CV)特性分析,研究发现4种稀土(Dy、Nd、Eu和Gd)掺杂电极中苯酚在Nd掺杂Ti/SnO2-Sb(Ti/SnO2-Sb-Nd)电极上的直接氧化的峰电流最高,为4.46 mA/cm2.在0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行了Tafel曲线测试,4种稀土掺杂Ti/SnO2-Sb电极的析氧电位分别为2.293、2.313、2.277、2.263 V(vs.Ag/AgCl).结果表明,所制备的4种稀土掺杂电极降解苯酚的性能与采用CV和Tafel曲线方法分析的结果一致,可以采用电化学方法评价电极的电催化氧化性能.     

微波烧结TiC/Ti6Al4V复合材料的高温氧化行为

采用微波烧结法制备TiC/Ti6Al4V复合材料,研究TiC/Ti6Al4V复合材料在550、650和750℃空气中的恒温氧化行为,并对氧化膜的表面、截面形貌及相组成进行了分析。结果表明:TiC/Ti6Al4V复合材料由TiC、ɑ-Ti+β-Ti三种物相组成。随着氧化温度的增加,TiC/Ti6Al4V复合材料的氧化规律由抛物线型转变为直线型,在650℃温度以下,复合材料的氧化产物主要由TiO_2组成,而750℃时氧化层主要有外层极薄的TiO_2、中间层Al_2O_3和TiO_2混合区及大部分内层TiO_2三部分组成。随着TiC含量增加,氧化激活能增大,氧化物粒径减小,TiC/Ti6Al4V复合材料的抗氧化性能也越好。     

TiB_2颗粒增强钛基复合材料抗氧化性能

采用粉末冶金法制备了TiB2/Ti颗粒增强钛基复合材料,研究了不同烧结温度(800、900、1000和1100℃)TiB2/Ti复合材料在600、700、800和900℃空气中的恒温氧化行为,分析了TiB2对钛基复合材料氧化动力学行为的影响,并对氧化层表面的相组成、形貌以及氧化层剖面的显微结构进行了分析。结果表明:该复合材料的氧化层表面的氧化产物主要为金红石型TiO2,此外还有Fe2O3、Al2O3和B2O3,未发现其它类型钛的氧化物;TiB2/Ti复合材料800℃恒温空气中氧化的氧化动力学曲线初始阶段氧化速度较快,随着氧化时间的延长,形成的氧化膜减慢了氧化的速度;随着增强体TiB2体积分数的增加和烧结温度的提高,复合材料的抗氧化性能提高,这主要是由于提高烧结温度和提高增强体TiB2的体积分数均有利于氧化层的致密度提高,从而提高了材料的抗氧化性能。     

Fabrication of a nanocrystalline Ni-Co/CoO functionally graded layer with excellent electrochemical corrosion and tribological performance

Nanocrystalline (NC) Ni-Co/CoO functionally graded materials with excellent lubricating, high anti-corrosion and anti-wear performance were fabricated by electrodeposition and subsequent cyclic thermal oxidation and quenching. Transmission electron microscopy and energy dispersive x-ray spectroscopy investigations show that bulk Ni-Co gradient deposits with an average grain size in the range of 13-40?nm demonstrated a graded structure transition from face-centred cubic to hexagonal close packed and graded composition changes from Ni-rich to Co-rich regions with the increase in deposit thickness. X-ray diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy analysis indicated the surface layer of NC Ni-Co graded materials to be mainly composed of dense and ultrafine CoO with a (111) preferred orientation. The NC Ni-Co/CoO functionally graded materials exhibited significantly enhanced corrosion resistance in both NaOH and NaCl solutions and remarkably improved wear resistance and dry self-lubricating performance when compared with the NC Ni and Ni-Co graded deposits under dry sliding wear conditions. The higher corrosion and tribological performance of NC Ni-Co/CoO graded materials can be attributed to the graded microstructure within the deposits, the anti-corrosion barrier of a dense oxide layer and the solid lubrication effect of CoO-rich tribo-surface films.     

能量密度对内燃机用Ti600表面激光熔覆Ni-Co涂层组织及耐蚀性的影响

为了提高内燃机用Ti600表面的耐蚀性能,对Ti600合金实施激光熔覆处理制得Ni-Co涂层,测试分析了能量密度对Ni-Co涂层组织及耐蚀性的影响。结果表明:在涂层内形成了(Ni,Co) Ti_2.5组织以及α-Ti组织结构。当激光能量密度降低后,涂层保持基本稳定的物相结构,而涂层中的各组织相都形成了更大的半峰宽。更大的激光能量密度可降低涂层晶粒尺寸。当激光能量密度降低后,形成了更大的涂层混合熵。Ni-Co涂层内部有孔洞,但涂层与基体结合良好。Ni-Co涂层形成了比Ti600合金更宽范围的钝化区域,具备更优的耐点蚀性能,设定更大激光能量密度可以提升涂层耐蚀性。在NaCl与H₂SO₄共同组成的混合溶液中,涂层依然形成了明显的钝化区,表现出良好的钝化性能。     

Pd-modified TiO2 electrode for electrochemical oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose

The electrocatalysis of the oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose on a nanoporous Pd-modified TiO₂ electrode, prepared by the hydrothermal process, was investigated in 0.1 M NaOH solutions. The electrocatalytic activity of the Pd-modified TiO₂ electrode for the electrochemical oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose is characterized by the low onset potentials of −0.80, −0.70 and −0.85 V (vs Ag,AgCl), respectively. Compared to the oxidation of formaldehyde and glucose, the hydrazine oxidation on the Pd-modified TiO₂ presents the highest anodic oxidation current densities, showing that the Pd-modified TiO₂ electrode is more electro-active for the hydrazine oxidation than for the oxidation of formaldehyde and glucose. Chronoamperograms at different concentrations of hydrazine and formaldehyde showed that the Pd-modified TiO₂ electrode is a promising electrochemical sensor for the detection of hydrazine with a sensitivity of 0.554 mA cm⁻² mM⁻¹ and a detection limit of 0.023 mM, and for the detection of formaldehyde with a sensitivity of 0.20667 mA cm⁻² mM⁻¹ and a detection limit of 0.015 mM. However, it was found from the chronoamperometric responses at various glucose concentrations that a linear plot of the anodic oxidation current density versus glucose concentration developed only in the range of 7-35 mM glucose while an obvious deviation from the linear relationship was observed at both low and large glucose concentrations. Results show that the prepared Pd-modified TiO₂ electrode could be applied to the direct liquid (hydrazine, formaldehyde, and glucose) fuel cells as an effective anodic catalyst, in addition to be a promising electrochemical sensor for the detection of hydrazine and formaldehyde.     

金刚石表面的Ti、Mo、W镀层及界面反应对抗氧化性能的影响

为了提高工业金刚石的抗氧化能力,本文用XRD、SEM、DTA和TGA等方法研究了Ti、Mo、W镀层与金刚石界面反应过程、结构特征及对金刚石抗氧化性能的影响.结果表明:Ti在高于600℃、Mo在高于650℃、W在高于650℃与金刚石界面发生固相反应,通过反应扩散过程在金刚石表面外延生长成相应的TiC、MoC+Mo₂C及WC+W₂C碳化物层.该致密连续的碳化物层具有较高的抗氧化能力,延缓了金刚石表面的氧化.镀Ti、Mo、W金刚石在空气中的氧化温度达958℃、871℃和880℃.Ti、Mo、W镀层经真空碳化处理后,抗氧化温度分别达1024℃、977℃和986℃.而未镀金刚石在780℃以上即开始氧化.     

Co对Ti45Al-8Nb-0.3Y合金组织结构和高温抗氧化性能的影响EI北大核心CSCD

采用真空电弧非自耗熔炼方法制备Ti45Al-8Nb-0.3Y-m Co(m=0,0.5,1,2,原子分数/%,下同)合金,研究合金的组织和高温抗氧化性能。结果表明:Co能够明显细化TiAl-Nb合金组织,但对合金中α_(2)+γ片层组织的形成具有较强烈的抑制作用,并且会促进富Co的B_(2)相析出。Ti45Al-8Nb-0.3Y-mCo合金在1000℃空气中氧化100 h后形成的氧化膜均主要由较为疏松的TiO_(2)和Al_(2)O_(3)混合组成,且TiAl-Nb-0.3Y合金的氧化增重随Co含量增加而增大,但氧化膜的抗剥落能力随Co含量增加而明显提高;添加Co能够在一定程度上降低氧化膜的内应力,对提高其抗剥落性能有益,但引起的粗大B_(2)相析出削弱了合金的高温抗氧化性能。     

Effect of post heat-treatment on the microstructure and high-temperature oxidation behavior of precipitation hardened IN738LC superalloy fabricated by selective laser melting

The present study investigated the effect of as-built and post heat-treated microstructures of IN738LC alloy fabricated via selective laser melting process on high temperature oxidation behavior.The as-built microstructure showed fine cell and columnar structure due to high cooling rate.Ti element segrega-tion was observed in inter-cell/inter-columnar area.After post heat-treatment,the initially-observed cell structure disappeared,instead bimodal Ni3(Al,Ti)particles formed.High temperature(1273 K and 1373 K)oxidation test results showed parabolic oxidation curves regardless of temperature and initial microstructure.The as-built IN738LC fabricated via the selective laser melting process displayed oxida-tion resistance similar to or slightly better than that of IN738LC fabricated via wrought or cast process.Heat-treated SLM IN738LC,although had similar oxidation weight-gain values to those of the SLM as-built material at 1273 K,showed relatively better oxidation resistance at 1373 K.Bimodal Ni3(Al,Ti)precipitate formed in the post heat treatment changed the local chemical composition,thereby led to changes in alumina former/chromia former location and fraction on the alloy surface.It was concluded that in heat-treated IN738LC increased alumina former fraction was found,and this resulted in excellent oxidation resistance and relatively low weight-gain.     

三元层状化合物Ti2 AlN在800℃,900℃和1000℃空气中的循环氧化行为

Ti、Al和TiN粉按化学计量比1:1:1配料,采用热压工艺在1300℃保温2h,30MPa压力下制备了Ti2AlN块体材料.研究了该材料在800℃,900℃和1000℃空气中的循环氧化行为.利用X射线衍射仪和扫描电镜对氧化层的相组成,厚度以及元素含量进行了测量和分析.结果表明:Ti2AlN在空气中的循环氧化行为基本上是符合抛物线规律,氧化层的主要成分是由TiO2和α-Al2O3组成.在温度高于800℃时,氧化膜由于氧化区域的热应力过大容易脱落.Ti2AlN材料在空气中的氧化性能明显低于Ti3AlC2和Ti3SiC2材料.