喷雾干燥法制备铂镍合金三维纳米骨架材料及增强甲醇氧化性能研究

本文以氯铂酸氨和氯化镍为原料,氯化铵作为造孔剂,通过雾化干燥法结合煅烧还原制备铂镍合金三维纳米骨架材料,该新型材料可增强催化甲醇氧化性能。重点研究了前驱体中加入氯化铵和不加入对铂镍合金三维纳米骨架形成的影响规律,研究不同结构的铂镍合金三维纳米骨架材料对催化氧化甲醇活性和稳定性的影响规律。研究结果表明,通过加入适量的氯化铵作为造孔剂,制备的铂镍合金为单项固溶体结构(面心立方结构),由弯曲纳米线交织组成三维纳米骨架材料,纳米线直径小于10 nm,纳米孔10 nm左右;与商用Pt黑和不加入氯化铵制备的铂镍合金纳米材料相比,PtNi合金三维纳米骨架材料具有更高的甲醇催化氧化活性(611.4 mA.mg_^-1Pt),分别是商用Pt黑的3.58倍(170.8 mA.mg_^-1Pt)和PtNi合金纳米材料(不加氯化铵)的1.36倍(448.8 mA.mg_^-1Pt);在催化甲醇氧化性能稳定性上,PtNi合金三维纳米骨架材料表现出最好的稳定性,稳定性顺序为：PtNi合金三维纳米骨架材料 > PtNi合金纳米材料(不加氯化铵)> 商用Pt黑。此外,本文对该方法进行了扩展,成功的制备了铂镍钴铜钌铱钯(PtNiCoCuRuIrPd)高熵合金三维纳米骨架材料。     

碳载铂纳米微粒修饰的玻碳电极对甲醇的电催化氧化

利用X射线粉末衍射、透射电镜和扫描电镜对商用Pt/C催化剂反应前后的变化进行了物化表征，同时应用电化学方法研究了甲醇在碳载铂纳米微粒修饰的玻碳电极上的电催化氧化性能。结果表明，修饰电极对甲醇氧化呈现较高的电催化活性。铂氧化物的电化学还原在Pt/c催化剂中受到了抑制，该现象可能是由于Pt与载体碳间的强烈作用所引起的。通过扫描电镜和循环伏安研究表明，该催化剂对甲醇的氧化可能存在着表面结构敏感效应。     

碳载Pd-Co-Au合金纳米粒子的制备及其电催化性能

采用乙二醇还原法并进一步热处理制备碳载Pd-Co-Au(Pd-Co-Au/C)三元合金纳米电催化剂,通过旋转圆盘和环盘电极等技术评价催化剂对氧气还原反应的电催化活性,并分析氧气还原的机理.结果表明:合成Pd-Co-Au/C催化剂中Pd和Au两相面心立方(fcc)结构共存,且随着热处理温度的提高,对应于Au的衍射峰强度减弱,而Pd衍射峰强度增强:当温度高于800℃时,形成具有Pd单相fcc结构的三元合金纳米催化剂.氧气还原反应的动力学表明:氧气在Pd-Co-Au/C三元合金催化剂上按4e路径还原为水.电化学表征表明,在酸性介质中,经800℃热处理的Pd7Co<<2>Au1/C催化剂对氧气还原的电催化活性最高,接近于商业化Pt/C的性能;而在含甲醇的酸性介质中,Pd-Co-Au/C催化剂电催化氧气还原的活性显著高于Pt/C.因此,Pd-Co-Au/C是一种高抗甲醇的新型氧气还原反应电催化剂.     

介孔碳载铂催化剂的制备、表征及催化性能评价

以介孔碳材料CMK-3为载体,采用乙二醇还原的方法进行金属铂负载,制备了不同铂含量(1.5%、2.0%和3%)的催化剂。XRD、BET、TEM的表征结果表明,催化剂保持了CMK-3高度有序的介孔结构,铂粒子的平均粒径在5 nm左右,均匀地分散在CMK-3孔道内。用萘的加氢反应对此催化剂的性能进行评价,获得的最优条件为:使用Pt(2%)/CMK催化剂,在280℃、氢气压力3 MPa、氢油比500、质量空速2 h-1的条件下,萘的转化率和生成十氢萘的选择性均大于98%。此催化剂对降低石油产品中芳烃具有潜在应用价值。     

碳载金铂双金属催化剂催化活性研究

采用KBH4做还原剂、PVP做保护剂,化学法一步合成Au-Pt合金纳米粒子,应用UV-Vis、TEM、XRD等手段对其进行了表征.将所合成的合金纳米粒子负载在碳黑上,获得Au-Pt双金属碳载催化剂,应用循环伏安法(CV)检测了催化剂对甲醇的电催化氧化活性.研究表明,Au-Pt/C催化剂的催化活性明显高于Pt/C的,说明...     

铂合金催化网及其在氨氧化法中的应用和研究进展

铂合金催化网具有化学稳定性好、催化活性和目标物选择性高、使用寿命长等优点,在氨氧化法制备硝酸和氢氰酸等化工原料中难以替代.本文概述了铂合金催化网从合金化到网面编织的制备加工技术,并分别介绍了氨氧化法合成硝酸和氢氰酸的反应机理和反应诱导催化网表面变化的研究进展,最后探讨了氨氧化法及铂合金催化网的未来发展趋势.     

分散铂修饰聚苯胺电极的制备及其催化性能

利用扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安（CV）方法,探讨了在合成分散铂修饰聚苯胺复合电极（Pt-PANi／pt）时能够影响聚苯胺表面形貌的质子酸种类以及铂微粒的电沉积方法。实验发现,采用循环伏安法制备聚苯胺时,在硝酸介质中制备的纳米聚苯胺纤维细小、膜层稳定、能够提高复合电极的催化活性,比在硫酸介质中制备的聚苯胺更适合作为Pt催化剂的载体;沉积分散铂所采用的电化学方法不同导致铂的生长方式不同,造成复合电极催化活性的差异。采用脉冲电位法,通过缩短脉冲沉积时间,能够使铂微粒数目增多、分布均匀,有效提高铂的比表面积,制备的Pt-PANi／pt复合电极显示出了较好的催化活性。     

钴镍合金纳米片分级结构及其双催化电解水性能

钴镍合金具有双功能电催化活性,可有效提高电解水效率、降低成本。利用电沉积的方法通过调节电流密度和沉积时间在耐蚀性钛箔上合成了具有分级结构的钴镍合金纳米片。参数优化后的结果表明,沉积电流密度为75mA·cm-2时,仅用5min即可获得规整有序的纳米片-纳米颗粒分级结构。XRD和HRTEM表征结果证实,在纳米片-纳米颗粒的分级结构中形成了具有双功能催化活性的钴镍合金,钴和镍的原子比随反应时间的变化而略有变化。纳米片-纳米颗粒分级结构的形成使得表面催化活性位点增加,其在碱性条件下表现出较优异的析氧和析氢双功能催化活性,在10mA·cm-2时HER和OER过电势分别为517与392mV,将来有望替代贵金属催化剂而成为新型的电解水催化剂。     

PdCu/MoO3在催化苯甲醇氧化反应中的性能研究

通过溶剂热法制备了 0.5%Pd-5%Cu/MoO3催化剂.评估了双金属负载、单金属负载和无负载催化剂催化苯甲醇氧化的性能,研究了Pd和Cu如何分别促进MoO3 基底中的氧原子活化的机理和催化剂复原过程.由于Pd与Cu的协同效应,0.5%Pd-5%Cu/MoO3 催化剂具有优异的催化苯甲醇氧化性能,转化率达 92.5%,苯甲酸选择性为 100%,并在 5 次循环反应后仍保留了 94.3%的活性.     

催化碳烟氧化用PtCexZr1-xO2催化剂的制备及性能研究

采用水热晶化法一步制备了铈锆摩尔比不同的PtCe_xZr_(1-x)O_2系列催化剂,测定其比表面积、储氧量、氢气还原温度等物化性能参数,并进行结构表征,研究催化剂组成中铈锆摩尔比(n_(Ce)/n_(Zr))对催化剂结构和性能的影响。结果表明,当n_(Ce)/n_(Zr)=5:5时,制备得到的PtCe_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂晶粒尺寸最小,储氧量较高,氢气还原温度低,微观结构为四方相和立方相2种晶型结构并存的固溶体。与传统贵金属浸渍负载方法制备的Pt/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂相比较,水热晶化法一步制备的PtCe_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂对碳烟的低温氧化具有更优的催化活性。     

喷雾干燥法制备钼合金微粉的研究

钼合金的制备过程广泛采用原料粉末混匀、坯料压制、烧结成型的粉末冶金方法,因此原料粉末混合的均匀程度、纯度、粉末粒径和形貌对钼合金制品的性能有重要影响。本文采用溶液喷雾干燥法制备前驱体粉末,再将前驱体粉末在氢气气氛下进行高温还原制备钼钨合金粉和钼钌镍复合粉,研究了喷雾干燥工艺参数（溶液浓度、进料速度、干燥温度等）和还原热处理工艺参数（还原气氛、温度、时间等）对钼合金微粉粒径、成分和形貌的影响,此外还分析了钼钨合金化和钼钌镍复合粉钎焊性能。结果表明,采用溶液喷雾干燥结合还原热处理工艺,可获得粒径0.5~3μm的球形钼钨固溶体合金粉和0.5~2μm的球形钼钌镍复合粉,且钼钌镍复合粉在钼板上钎焊时具有优异的润湿性。     

Facile synthesis of 3D nanoporous Pd/Co2O3 composites with enhanced catalytic performance for methanol oxidation

To simultaneously reduce noble metal Pd usage and enhance electrocatalytic performance for methanol oxidation, Pd/Co₂O₃ composites with ultrafine three-dimensional (3D) nanoporous structures were designed and synthesized by simple one-step dealloying of a melt-spun Al-Pd-Co alloy with an alkaline solution. Their electrocatalytic activity in alkaline media was determined by a Versa-STAT MC workstation. The results indicate that the typical sizes of the ligaments and pores of the composites were approximately 8–9 nm. The Co₂O₃ was uniformly distributed on the Pd ligament surface. Among the as-prepared samples, the nanoporous Pd/Co₂O₃ composite generated from dealloying of the Al_84.5Pd₁₅Co_0.5 alloy had the best electrocatalytic activity, and its activity was enhanced by approximately 230% compared with the nanoporous Pd from dealloying of Al₈₅Pd₁₅. The improvement of the electrocatalytic performance was mainly attributed to the electronic modification effect between Pd and Co as well as the bifunctional mechanism between Pd and Co₂O₃.     

沿海某型飞机镁合金零部件腐蚀与表面防护

针对沿海某型飞机镁合金零部件出现的腐蚀现象 ,分析、归纳出其腐蚀类型为点蚀和电化学腐蚀 ;潮湿的盐雾环境和化学氧化膜的薄而软是引起腐蚀的主要原因。镁合金微弧氧化陶瓷膜的耐蚀性能比化学氧化膜和阳极氧化膜有大幅度的提高 ,可以防止潮湿的盐雾腐蚀     

钛表面改性Al/NiCu组合涂层反应机理及抗氧化性能

采用等离子结合电弧喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了Al/Ni Cu组合涂层,在700℃的大气环境下对Al/Ni Cu/Ti试件进行加热处理,使得Al、Ni Cu复合涂层之间发生扩散反应并原位生成具有一定抗高温氧化性能的Ni-Al金属间化合物涂层。对加热改性处理前后涂层的微观组织及Ni-Al金属间化合物的形成机理进行了研究,并对经加热和打磨处理后的Al/Ni Cu/Ti试件及无防护涂层的Ti块进行了800℃/100 h的高温氧化试验。研究结果显示,Ti基体表面Al/Ni Cu涂层经700℃炉中加热改性处理后,Al、Ni Cu涂层间可发生扩散反应并原位生成Ni Al3、Cu Al2、Ni2Al3及含有一定Cu元素的Ni Al金属间化合物,但只有高熔点的Ni Al金属间化合物能够始终稳定地存在,且此金属间化合物对Ti基体起到了较好的高温防护作用。     

Electrocatalytic oxidation of methanol on carbon-nanotubes/graphite electrode modified with platinum and molybdenum oxide nanoparticles

Electrochemical codeposition and electrocatalytic properties of platinum and molybdenum oxide nanoparticles(Pt-MoOx) on carbon-nanotubes/graphite electrode for methanol oxidation were investigated.The micrograph and elemental composition of the resulting Pt-MoOx/CNTs/graphite electrode were characterized by scanning electron microscopy(SEM)and energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS).The results show that the Pt-MoOx particles with the average size of about 50 nm are highly dispersed on the CNTs surface.The Pt-MoOx/CNTs/graphite electrode delivers excellent electrocatalytic properties for methanol oxidation.The highest mass activity(Am)reaches 264.8 A/g at the loading mass of 159.3μg/cm2.This may be attributed to the small particle size and high dispersion of Pt-MoOx catalysts deposited on the CNTs surface.The kinetic analysis from electrochemical impedance spectroscopy(EIS)reveals that the existed MoOx phase can improve the chemisorptive and catalytic properties for methanol oxidation.     

La掺杂对NiCo/Cu的显微结构及电催化性能的影响

本文通过简单的一步水热法在铜片上负载La掺杂NiCo合金制备催化电极。借助XRD、FESEM、循环伏安测试研究了溶液中Ni2 +/Co2 +摩尔比、La掺杂量对试样物相、显微结构、负载量及甲醇电催化氧化性能的影响。研究表明: Co元素的引入使生长的颗粒粒径增大,负载量显著增加。随着溶液中Co2+量的增加,峰电流密度先增后减。Ni2+/Co2+摩尔比在8：2时性能良好,与Ni/Cu 电极相比,峰电流密度提升了约28.4%。La的掺杂使NiCo颗粒呈现多边化,进而影响电化学性能,随着La的掺杂量的增加,峰电流密度先升后降,掺杂0.1 mmol/L La3+的试样获得良好的性能,峰电流密度达到了50.36 mA/cm2,2000次循环后仍保留近初始的100%,具有优异的稳定性,有望用于直接甲醇燃料电池（DMFC）阳极材料。     

热处理对Pt纳米线电催化性能的影响

采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线催化剂,并进行了热处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试对热处理前后Pt纳米线催化剂的晶体结构、形貌和电催化性能进行了表征,并与商业碳载铂(Pt/C)做对比。SEM照片表明制备了表面粗糙的Pt纳米线。循环伏安法(CV)和计时电流曲线表明,Pt纳米线较Pt/C催化活性高,退火后Pt纳米线更利于甲醇氧化,且稳定性更好。旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现,未经热处理的Pt纳米线催化剂氧还原反应(ORR)极化曲线的半波电势相对Pt/C有正移,有更大的极限扩散电流,利于氧还原反应的发生。     

铝-钢堆焊-搅拌摩擦复合焊接头特性分析

基于冷喷涂技术预先在不锈钢基体表面制备Cu涂层作为中间层,再通过电阻热扩散连接方式与铝合金相连,并借助相关分析测试方法探究Cu涂层厚度对焊接接头界面组织和力学性能的影响. 结果表明,冷喷涂预先制备的Cu涂层和不锈钢基体间形成较好的冶金结合,在后续的电阻热扩散连接过程中,Cu涂层作为中间层将原有的铝—钢连接转换为铝—铜连接,有效阻止了Al-Fe相互扩散. 当Cu涂层厚度为100 μm时,无缺陷的反应层被形成在铝合金和Cu涂层之间,其主要成分为Al(s.s)和少量的Al₂Cu,此时接头拉剪载荷最大,为755.39 N,断裂位置位于反应层处,但接头载荷会随Cu涂层厚度增加逐渐降低,这是因为增加的Cu涂层厚度提高接头电阻,形成更高的温度场,导致反应层因生成较多Al-Cu金属间化合物形成裂纹等焊接缺陷.