Au对TiO2光电催化材料的改性策略研究进展

近年来,环境污染、能源枯竭问题日益严重,成为制约人类生存与发展的主要因素。光电催化技术能够同时实现污染物的降解与清洁能源的制备,有助于缓解环境污染与能源枯竭问题。作为典型的光（电）催化材料,TiO₂具有光活性强、性质稳定、廉价易得、环境友好等诸多优点,数十年来已成为光催化及相关领域的研究热点。然而,TiO₂存在的本征缺陷依然制约着其进一步推广应用,为此研究人员已提出多种方式对TiO₂进行改性。其中贵金属/TiO₂复合材料可显著提升TiO₂的光学活性并拓宽其吸收波长范围,尤其是Au/TiO₂材料体系已受到广泛关注和认可,表现出良好的应用前景。本文通过对目前Au/TiO₂复合材料的发展现状进行了总结,首先简单介绍了Au和TiO₂的化学性质及Au对TiO₂光学性能的增强原理;随后对Au/TiO₂复合材料的改性策略及相关作用机制展开讨论,包括Au对TiO₂光学性能的影响及调控、修饰方法的选择与影响等;最后总结出目前Au/TiO₂复合材料依然以克服TiO₂的两大本征缺陷为主,探讨各类新型Au/TiO₂复合材料有望使其得到逐步推广与实际应用。最后对目前Au/TiO₂复合材料的研究现状进行系统总结并探讨该材料未来的研究和发展方向。     

碳/碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制

对MoSi2-SiC复相陶瓷涂层的显微形貌、相组成及成分进行了观察与分析,考察并研究了有涂层的碳／碳复合材料在1650℃以下温度的等温氧化性能,以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响,阐明了涂层的抗氧化过程及机理,并进一步提出了合理的涂层结构。结果表明,碳／碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层的抗氧化性能取决于氧在涂层中的扩散过程。     

硅溶胶水热处理及添加B2O3微粉改性碳/碳复合材料的抗氧化性能

以正硅酸乙酯为原料,采用一种新颖的硅溶胶及添加B2O3微粉-水热处理,并经800℃煅烧30min,对碳纤维增强碳(carbon fiber reinforcedcarbon,C/C)合材料基体进行改性.研究了水热处理温度、时间、B2O3微粉的添加等工艺因素对改性C/C复合材料的结构及抗氧化性能的影响.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对改性C/C复合材料的表面物相组成、显微结构和微区化学元素组成进行了表征.结果表明:硅溶胶-热处理法提供了一条较好的C/C复合材料基体抗氧化改性的途径;复合材料的抗氧化性能随着水热温度的升高呈现先降低,后提高的趋势;适当延长反应时间,能提高复合材料的抗氧化性能;添加B2O3微粉的硅溶胶改性后的C/C复合材料的抗氧化性能明显提高,改性后的样品在500℃经5h氧化后,没有产生质量损失.     

炭／炭复合材料研究应用现状及思考

介绍了炭／炭复合材料的特点,总结了该材料的应用情况。在此基础上分析了该材料研究的热点和目的,阐明了其发展趋势及发展。     

碳/碳复合材料防氧化涂层研究新进展

介绍了最近几年我们制备的几种高性能的碳／碳复合材料的氧化保护涂层的结构和高温氧化行为，表明采用包埋和渗透法制备的Si—MoSi2、SiC—MoSi2、Al2O3-莫来石-SiC—Al4SiC4以及Al2O3-莫来石-SiC涂层不仅具有很好的抗热震性能，而且能够将碳／碳复合材料的高温氧化保护温度提高到1973K;此外还介绍了一些涂层的失效机理。     

爆炸固结法制备MoSi2p/Nb复合材料的铸态组织研究

主要通过扫描电镜研究了爆炸固结法制备的MoSi2p／Nb复合材料铸态组织。结果表明，爆炸固结瞬间，由于冲击波能量汇聚产生铸态组织。爆炸固结过程中，冲击波能量在粉末颗粒中分布不平衡，造成爆炸固结过程中形成液相数量不同，导致在最终爆炸固结试样中形成不同的微观组织形貌。粉末在冲击波作用下表现出粉末颗粒效应。由于爆炸固结后熔融液体的冷却速度极快，MoSi2p／Nb复合材料中存在轻微偏析现象，并存在枝晶结构。     

高体积比SiC_p/6013Al复合材料反应熔渗制备与热学性能

采用反应熔渗法在低压力下制备高体积比SiCp/Al复合材料 ,并研究其热学性能。临界熔渗压力与SiC颗粒尺寸及反应程度有关。Al熔体在无压或低压力下能渗入SiC预成形坯 ,制备出组织均匀的高体积比SiCp/Al复合材料 ,SiC颗粒体积分数约 5 0 %。界面反应对SiCp/Al复合材料的CTE的影响很小 ,但会降低SiC/Al的界面传热系数 ,影响材料的导热性能。降低熔渗温度和缩短保温时间可缓减界面反应程度 ,提高复合材料的热学性能 ,CTE在 10× 10 - 6 /K以下 ,复合材料的导热系数达到 164(W·m- 1 ·K- 1 )。     

铜合金的脉冲等离子爆炸轰击表面处理

利用脉冲等离子爆炸轰击对紫铜、碳化钨铜、铍镍铜、铍钴铜、铬铜和铬锆铜进行了表面处理,采用扫描电镜、X射线衍射分析表面形貌和物相变化,并测量了表面显微硬度。结果表明处理后各样品表面均出现微量的W和W2N,以及较为明显的炭黑。样品接地轰击一次时表面硬度明显下降,多次轰击后硬度有所提高,但与基体硬度相差不大,且重熔形成的熔瘤使表面粗糙度明显增加。样品不接地时比接地时硬度明显提高,且高于基体硬度。     

Effect of Substrate Temperature on CaHPO4 Coating on HT-C/C Composites Prepared by Ultrasonic Induction Heating Method

采用超声感应加热法在H2O2水热处理C/C复合材料表面沉积了CaHPO4涂层,借助SEM、XRD、FTIR、EDS等手段,研究了衬底温度对涂层的微观结构的影响,并通过划痕测试评价涂层与C/C基体之间的结合强度,同时运用分析天平测量质量以研究涂层的沉积动力学。结果显示,所制得的CaHPO4涂层钙磷比为1.2左右,晶格中出现碳离子。涂层形貌无明显变化,但是伴随温度的升高,涂层致密度降低。涂层与基体之间的结合强度随温度升高而增强,但内聚强度随温度升高而减弱。CaHPO4涂层的感应加热沉积过程受表面化学反应控制,沉积活化能为46.7 kJ/mol。     

Fe82Nb6B12合金表面纳米多孔结构的形成及电催化析氢性能的研究

目的增加条带表面积,提高电催化析氢活性。方法采用真空激冷装置制备Fe_(82)Nb_6B_(12)前驱体条带,通过控制铜辊转速得到α-Fe纳米晶/非晶双相结构。利用α-Fe纳米晶与非晶基体在0.5 mol/L H_2SO_4溶液中腐蚀性能的差异,通过脱合金法得到非晶纳米多孔结构。使用XRD、DSC、SEM、EDS等表征手段以及电化学测试方法,研究铜辊转速、脱合金时间对物相、成分、形貌及电催化析氢性能的影响。结果 1kr/min样品完全晶化,2~3 kr/min样品为α-Fe纳米晶/非晶双相合金,且随着铜辊转速增大,前驱体条带中α-Fe纳米晶含量减少。脱合金后成功制备了非晶纳米多孔结构,铜辊转速越大,孔径越小,比表面积越小。4 kr/min样品为非晶态,脱合金后没有得到多孔结构。2 kr/min多孔结构的析氢性能最好,在电流密度为10 mA/cm~2时的过电位为220 mV,塔菲尔斜率为105 mV/dec。结论采用甩带法可以制备具有α-Fe纳米晶/非晶双相结构的Fe_(82)Nb_6B_(12)合金。通过α-Fe纳米晶的选择性腐蚀,在条带表面得到纳米多孔结构,条带比表面积显著改善,从而提高了其析氢性能。