Al-X-Pd（X=Cu,Ag）系合金的去合金化与纳米多孔合金的形成研究

论文摘要

本文以快速凝固法制备的Al-X-Pd （X=Cu,Ag）合金薄带为初始合金,通过分析合金的化学和电化学去合金化过程以及去合金化产物的结构,研究Al-X-Pd合金的去合金化机理。通过对初始合金相组成的研究发现,随着Pd加入量的改变,快速凝固Al-Cu-Pd合金的相组成将发生显著改变,而Al-Ag-Pd合金的相组成将不会发生改变。Pd的加入对快速凝固Al-Cu-Pd和Al-Ag-Pd合金的去合金化过程和纳米多孔合金的形成有着重要影响。不同Pd含量的Al-Cu-Pd体系在盐酸溶液中能发生完全的去合金化反应,并伴随着Cu的部分溶解,形成纳米多孔合金结构。Al-30Ag-5Pd合金可以通过在盐酸溶液中进行去合金化处理形成纳米多孔Ag-Pd合金,而Al-25Ag-10Pd合金仅能发生部分的去合金化反应。而且,由于具有较慢扩散速率Pd吸附原子对合金/溶液界面处Cu,Ag吸附原子扩散的抑制作用,Al-Cu-Pd和Al-Ag-Pd在去合金化后形成的纳米多孔合金的特征尺寸大大减小。开路电位和塔菲尔曲线表明快速凝固Al-Cu-Pd合金的电化学活性将随着合金中Pd含量的上升而下降。Al-Cu-Pd合金可以通过在1M HCl溶液中的电化学去合金化形成具有极细孔尺寸的纳米多孔Cu-Pd合金。纳米多孔Cu-Pd合金在甲醇、甲酸特别是乙醇的电氧化实验中展现出了极高的催化性能,在直接醇类和直接甲酸燃料电池中有着广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 去合金化法的历史和现状
• 1.3 常见的去合金化法制备的纳米多孔金属
• 1.4 去合金化法制备纳米多孔金属的机理
• 1.5 去合金化法制备纳米多孔金属研究的最新进展
• 1.6 本文的研究内容和研究意义
• 第二章 实验方法
• 2.1 试验流程
• 2.2 实验用的原料及实验仪器
• 2.3 合金的熔炼和制备
• 2.4 去合金化处理
• 2.4.1 化学去合金化处理
• 2.4.2 电化学去合金化处理
• 2.5 样品的组成和微观形貌分析
• 第三章 Al-X-Pd系合金的化学去合金化研究
• 3.1 引言
• 3.2 初始Al-Cu-Pd合金的相组成分析
• 3.3 去合金化后Al-Cu-Pd合金的微观结构分析
• 3.3.1 去合金后的Al-Cu-Pd合金的扫描电镜分析
• 3.3.2 去合金化后的Al-40Cu-10Pd合金的透射电子显微镜分析
• 3.4 Al-Cu-Pd合金去合金化机理分析
• 3.5 初始Al-Ag-Pd系合金的相组成分析
• 3.6 去合金化处理后的Al-Ag-Pd合金的微观结构分析
• 3.7 Al-Ag-Pd合金去合金化机理研究
• 3.8 Al-Cu-Pd和Al-Ag-Pd合金去合金化机理的比较
• 3.9 本章小结
• 第四章 Al-Cu-Pd合金的电化学去合金化研究
• 4.1 引言
• 4.2 Al-Cu-Pd合金的电化学活性测试
• 4.2.1 Al-Cu-Pd合金在不同溶液中的开路电位
• 4.2.2 不同溶液中同种合金的电化学活性
• 4.3 Al-Cu-Pd合金电化学性质总结
• 4.4 恒电势极化曲线测试
• 4.5 电化学去合金化处理后的Al-Cu-Pd合金的形貌分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 纳米多孔Cu-Pd合金的电催化性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 纳米多孔Cu-Pd电极在硫酸溶液中的循环伏安测试
• 5.3 纳米多孔Cu-Pd电极对于小分子有机物的催化实验
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表