溶液燃燒合成納米鉬基材料及性能研究
發(fā)布時間:2021-07-15 11:51
鉬基材料具有獨特的物理化學性質(zhì),在冶金、化工和宇航等諸多領域有著廣泛應用,同時在催化、儲能、半導體和醫(yī)療等新興領域也展現(xiàn)出很好的應用前景。尋求出可實現(xiàn)鉬基材料的納米化、結構調(diào)控和均勻摻雜等的先進制備方法,已成為研究熱點。溶液燃燒合成是一種簡便高效、能耗小和成本低的新型濕化學方法,可快速合成單一或多組分的納米材料。本論文將溶液燃燒合成方法應用于鉬基材料的制備。主要研究內(nèi)容如下:(1)以鉬酸銨為鉬源,硝酸銨為氧化劑,甘氨酸為燃料,采用溶液燃燒合成方法制備多孔泡沫狀二氧化鉬納米材料,系統(tǒng)研究了甘氨酸燃料對產(chǎn)物相組成和顯微結構的影響,闡明了合成機理。研究表明,當甘氨酸/硝酸銨摩爾比Φ=0.50時為化學計量比,具有最高的燃燒溫度(683 ℃),反應生成的大量NH3與鉬酸銨熱解生成的MoO3發(fā)生還原反應而形成由20-30 nm納米顆粒組成的泡沫狀Mo02;Φ0<0.50時為貧燃料反應,燃燒溫度過低,無法合成MoO2;Φ>0.50,為富燃料反應,過量甘氨酸消耗大量熱量,燃燒溫度降至457℃-527℃,產(chǎn)物為10nm MoO2納米顆粒與無定形碳的混合物(Φ=0.75)或全部為無定形結構的氧...
【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
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即2.51?i和3.02i,使得M〇02具有一般氧化物不具備的金屬導電特性。??因此,Mo02作為鋰離子電池和超級電容器等領域的電極材料具有巨大的應??用潛力,同時,晶體結構中具有的隧道狀間隙(如圖2-2所示),非常有利??于離子的嵌入與脫出。此外,由于不同于Mo03中的Mo6+的價帶電子被[M〇06]??八面體中的0原子束縛,Mo02中的Mo4+價帶中的自由電子密度較高,使得??M〇02具有良好的催化活性,在催化領域具有很好的應用前景。??k?^?M^^unne,site??r?抓',參??圖2-2?M〇02的晶體結構示意圖I8,91??Fig.?2-2?The?crystal?structures?of?the?modelled?Mo〇2
了粘合劑的引入,同時也有效地降低了催化材料與金屬間的接觸電阻。JinY??等[33]報道了一種Mo02納米花負載于泡沫Ni上微電極催化材料(NFL??Mo02/NF)(圖2-3?a-f),該材料在1?MKOH的堿性電解質(zhì)中表現(xiàn)出高的HER??催化活性,經(jīng)電化學測試(圖2-3?g-h),NFL?MoCVNF的起始電位接近于0?V??(vs.RHE),過電位僅為K)mV時,NFLMo02/NF表面即可產(chǎn)生明顯氣泡,??而且過電位僅需要55?mV和80?mV,電流密度就能達到為10?mA和20?mA,??同時NFL?Mo02/NF表現(xiàn)出極好的催化穩(wěn)定性,采用100?mV的進行測試25?h??后的電流密度仍保持94.3?%。??:???■?*¥????.<j?m?????—......—??????????—Potential?/?V?v?.??圖2-3卿[1\1〇02/^的8£1\1圖、7£]>1圖、極化曲線和塔菲爾曲線133丨??(a),?(b),?(c)?SEM;?(d>,?(e),?(f)?TEM;?(g)極化曲線;(h俾菲爾曲線??Fig.?2-3?(a-c)?SEM?images?of?the?NFL?MoOz/NF,?(d)?TEM,?(e)?HRTEM?and?(f)?STEM??image?for?M0O2,?(g)?Steady-state?polarization?curves?and?(h)?Tafel?plots?for?Ni?foam,??NFL?M0O2/?NF?and?commercial?Pt/C?in?1?M?KOH【33L??近期
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氧化鑭彌散強化鉬合金裂紋擴展的TEM原位觀察[J]. 張國君,劉剛,孫院軍,孫軍. 稀有金屬材料與工程. 2010(05)
[2]稀土氧化鑭摻雜鉬合金的強化機制研究[J]. 張國君,孫院軍,牛榮梅,孫軍,魏建峰,欒永剛,趙寶華,楊劉曉,馬保平. 稀有金屬材料與工程. 2005(12)
[3]稀土摻雜鉬的強韌化與電子發(fā)射性能研究[J]. 張久興,周美玲,左鐵鏞,聶祚仁,胡延槽,王金淑. 北京工業(yè)大學學報. 1998(03)
[4]摻雜三氧化二釹對鉬絲顯微組織和性能影響的研究[J]. 董長升. 稀有金屬材料與工程. 1994(06)
本文編號:3285652
【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1八面體、?a-Mo〇3、P-M0O3?和?h-Mo〇3?的晶體結構|7,81??(a)八面體;(b)?a-Mo03;?(c)?p-Mo03;?(d)?h-Mo03??Fig.?2-1?The?crystal?structures?of?the?modeled?(a)?Mo〇6?octahedra、(b)?a-Mo〇3、(c)??P-Mo03?和(d)h-Mo03丨7?8L??
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了粘合劑的引入,同時也有效地降低了催化材料與金屬間的接觸電阻。JinY??等[33]報道了一種Mo02納米花負載于泡沫Ni上微電極催化材料(NFL??Mo02/NF)(圖2-3?a-f),該材料在1?MKOH的堿性電解質(zhì)中表現(xiàn)出高的HER??催化活性,經(jīng)電化學測試(圖2-3?g-h),NFL?MoCVNF的起始電位接近于0?V??(vs.RHE),過電位僅為K)mV時,NFLMo02/NF表面即可產(chǎn)生明顯氣泡,??而且過電位僅需要55?mV和80?mV,電流密度就能達到為10?mA和20?mA,??同時NFL?Mo02/NF表現(xiàn)出極好的催化穩(wěn)定性,采用100?mV的進行測試25?h??后的電流密度仍保持94.3?%。??:???■?*¥????.<j?m?????—......—??????????—Potential?/?V?v?.??圖2-3卿[1\1〇02/^的8£1\1圖、7£]>1圖、極化曲線和塔菲爾曲線133丨??(a),?(b),?(c)?SEM;?(d>,?(e),?(f)?TEM;?(g)極化曲線;(h俾菲爾曲線??Fig.?2-3?(a-c)?SEM?images?of?the?NFL?MoOz/NF,?(d)?TEM,?(e)?HRTEM?and?(f)?STEM??image?for?M0O2,?(g)?Steady-state?polarization?curves?and?(h)?Tafel?plots?for?Ni?foam,??NFL?M0O2/?NF?and?commercial?Pt/C?in?1?M?KOH【33L??近期
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氧化鑭彌散強化鉬合金裂紋擴展的TEM原位觀察[J]. 張國君,劉剛,孫院軍,孫軍. 稀有金屬材料與工程. 2010(05)
[2]稀土氧化鑭摻雜鉬合金的強化機制研究[J]. 張國君,孫院軍,牛榮梅,孫軍,魏建峰,欒永剛,趙寶華,楊劉曉,馬保平. 稀有金屬材料與工程. 2005(12)
[3]稀土摻雜鉬的強韌化與電子發(fā)射性能研究[J]. 張久興,周美玲,左鐵鏞,聶祚仁,胡延槽,王金淑. 北京工業(yè)大學學報. 1998(03)
[4]摻雜三氧化二釹對鉬絲顯微組織和性能影響的研究[J]. 董長升. 稀有金屬材料與工程. 1994(06)
本文編號:3285652
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