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纳米多孔铜、镍合金的制备及其电极性能的研究

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纳米多孔铜、镍合金的制备及其电极性能的研究

作者：李元伟暨南大学

学位级别：硕士

纳米多孔金属(NPMs:Nanoporous metals)作为一类内部具有纳米级三维连通孔洞结构、高比表面积的新型功能材料,兼具纳米材料的功能特性和泡沫材料的结构特征。NPMs在催化、传感、驱动、表面拉曼散射增强、电解、超电容器、高温模板/支架... 详细信息

纳米多孔金属(NPMs:Nanoporous metals)作为一类内部具有纳米级三维连通孔洞结构、高比表面积的新型功能材料,兼具纳米材料的功能特性和泡沫材料的结构特征。NPMs在催化、传感、驱动、表面拉曼散射增强、电解、超电容器、高温模板/支架、和耐辐射等领域展现出广阔的应用前景。脱合金是一种制备NPMs的有效方法,该方法从合金中选择性地脱去一种或多种相对活泼金属元素,剩余元素组成纳米多孔材料。脱合金通过简单有效的过程便可得到高性能的NPMs,因此被广泛研究与应用。本文主要研究了纳米多孔铜(Nanoporous Copper:NPC)与纳米多孔镍(Nanoporous Nickel:NPNi)两种纳米多孔金属的制备与电化学性能。NPC与NPNi均具有导电性高、性价比高的优点,具有广泛的应用前景。它们同时具有金属材料的高导电性、导热性、多孔材料的低密度、高比面积;以及纳米材料的优点,并且利用脱合金法制备使其结构灵活可调。本文分别探讨了以非晶条带ZrCuAl、ZrTiNiCuAl为前驱体,使用脱合金法制备NPC、NPNi过程中脱合金条件对所得纳米多孔结构的影响。为NPC、NPNi的纳米多孔尺寸的调节做出初步探索。在ZrCuAl体系下使用HF酸脱合金几乎完全脱去了Zr、Al两种组分,脱合金后样品发生晶化,形成面心立方铜。分别分析了脱合金温度、时间、腐蚀液浓度对NPC的影响,其中脱合金时间对NPC的影响最大。随着脱合金时间的推移,NPC结构呈粗化趋势:NPC厚度由μm增长到4μm,平均韧带尺寸由41 nm增加到170 nm。NPNi在ZrTiNiCuAl体系下进行脱合金得到,NPNi的孔径尺寸在20 nm-200 nm之间,脱合金温度升高使NPNi脱合金化逐渐完全,Ni元素的占比由原始样品中的40%升至80%;随着脱合金时间由30 min至150 min,NPNi孔隙率由0.09%增长至21.3%;而腐蚀液浓度的降低使多孔结构呈逐渐细化的趋势,平均孔径尺寸由0.05 mol L时的2 nm降至0.00625 mol L时的7 nm。以NPC、NPNi为基础分别制备了NPC/CuO和NPNi@MnO两种复合电极。NPC/CuO复合电极表现出了作为电极材料极大的潜力,依据循环伏安测试结果计算最高比电容可达190.93 F g。在充放电测试中,在电流密度为0.8 A g时,比电容值为185.48 F g,能量密度为26 wh kg,功率密度为1.3 W kg。NPNi@MnO电极由于沉积膜与NPNi之间的结合缺陷,最高比电容仅为5.23 mF cm,电化学性能有待进一步提高。

关键词：纳米多孔金属纳米多孔铜韧带尺寸金属氧化物电极性能

电解液添加成份对贮氢电极性能影响的初步研究

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化学研究与应用 1995年第2期7卷 182-186页

作者：蔡称心黄翠虹王宝忱南京大学化学系中国科学院长春应用化学研究所常州孝都中学

电解液添加成份对贮氢电极性能影响的初步研究蔡称心，黄翠虹（南京大学化学系，南京，２１０００８）王宝忱（中国科学院长春应用化学研究所，长春１３００２２）关键词：贮氢电极，ＭＨ／Ｎｉ电池，添加剂自从Ｊｕｓｔｉ和Ｅｗｅ￣［... 详细信息

电解液添加成份对贮氢电极性能影响的初步研究蔡称心，黄翠虹（南京大学化学系，南京，２１０００８）王宝忱（中国科学院长春应用化学研究所，长春１３００２２）关键词：贮氢电极，ＭＨ／Ｎｉ电池，添加剂自从Ｊｕｓｔｉ和Ｅｗｅ￣［１，２］发现贮氢合金能够用电化学方...

关键词：贮氢电极添加剂电极性能

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甲醇催化膜电极性能的研究

环境化学 1988年第3期7卷 45-52页

作者：程祖良孙敦明李文宝中国科学院生态环境研究中心中国科技大学

本文对甲醇催化膜电极继续进行了研究。在原有的铂-铑催化膜电极基础上,较系统地研究了铂钯(10—100％Pd)体系;铂铑(15—45％Rh)体系;以及铂-钯加贱金属体系。分别考查了催化膜电极的灵敏度、响应时间、干扰性能;并使用扫描电镜,X-射线... 详细信息

本文对甲醇催化膜电极继续进行了研究。在原有的铂-铑催化膜电极基础上,较系统地研究了铂钯(10—100％Pd)体系;铂铑(15—45％Rh)体系;以及铂-钯加贱金属体系。分别考查了催化膜电极的灵敏度、响应时间、干扰性能;并使用扫描电镜,X-射线光电子能谱,X-射线衍射等多种物理分析方法对催化膜电极表面状态进行了研究,验证了响应曲线的动力学过程,甲醇在电极上的氧化反应是属于一级动力学响应。据此筛选出较合适的甲醇催化膜电极。

关键词：膜电极甲醇一元醇电极性能电极表面 Pd 催化膜 Pt

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直流电抄捕式电极性能初探

淡水渔业 1984年第4期14卷 39-45页

作者：许国时浙江省淳安县水产研究所

利用鱼体趋阳特性的抄捕式直流电捕鱼技术在我国已广泛应用。在生产上，阳极常采用六边形、三角形、蛛网形等几何形状，并用实验方法确定电参数和电极面积。对其电阻和电功率等计算方法有过报道。本文试图从理论上分析比较这类电极在不... 详细信息

利用鱼体趋阳特性的抄捕式直流电捕鱼技术在我国已广泛应用。在生产上，阳极常采用六边形、三角形、蛛网形等几何形状，并用实验方法确定电参数和电极面积。对其电阻和电功率等计算方法有过报道。本文试图从理论上分析比较这类电极在不计边界影响时的电性能与电极几何因素之间的关系，进而导出计算电场性能和选择电参数、几何参数的简易办法。

关键词：电功率几何三角形初探实验方法面积办法电极性能电参数直流电

海水介质氯离子浓度对银/氯化银电极性能的影响

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舰船科学技术 1981年第6期 87-94页

作者：张玉麟张焕荣

本文概述了粉末压制银/氯化银电极制备工艺,测定和讨论了在海水和淡水混合介质中银/氯化银电极的性能。为了减少海水介质中氯离子浓度对银/氯化银电极性能的影响,因而研制带有内部溶液的银/氯化银电极,实验结果表明海水介质中氯离子浓... 详细信息

本文概述了粉末压制银/氯化银电极制备工艺,测定和讨论了在海水和淡水混合介质中银/氯化银电极的性能。为了减少海水介质中氯离子浓度对银/氯化银电极性能的影响,因而研制带有内部溶液的银/氯化银电极,实验结果表明海水介质中氯离子浓度对带有内部溶液的电极影响甚小,这种电极适合在海水和河水汇流处的船舶、港工建筑、海水输水管系的阴极保护时作为测量和控制讯号电极。本文最后说明在工程设计与安装银/氯化银电极应该注意事项。

关键词：电极性能海水介质氯离子阴离子氯化钾溶液氯化银氯化物参考电极水电阻率

影响Mg_2Ni储氢合金电极性能的因素分析

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电工材料 2003年第3期 40-46页

作者：王仲民顾正飞成钢成钧桂林电子工业学院材料科学与工程中心桂林541004

系统分析了球磨工艺、与 Mg粉球磨复合以及组元替换对 Mg2 Ni合金电极性能的影响。 X射线衍射分析和模拟电池法测试结果表明 ,Mg2 Ni合金的放电容量与球磨参数的选择密切相关 ,高的球磨能量有利于吸放氢的微结构迅速形成 ,故其放电容量... 详细信息

系统分析了球磨工艺、与 Mg粉球磨复合以及组元替换对 Mg2 Ni合金电极性能的影响。 X射线衍射分析和模拟电池法测试结果表明 ,Mg2 Ni合金的放电容量与球磨参数的选择密切相关 ,高的球磨能量有利于吸放氢的微结构迅速形成 ,故其放电容量显著提高。不同量的 Mg粉与 Mg2 Ni合金球磨制得Mgx/ Mg2 Ni复合合金 ,该类复合合金的放电容量随 Mg量的增加而有不同程度的提高。以 Nd部分替换Mg制得三元 Mg2 -x Ndx Ni合金 ,X为 0 .0 5和 0 .1时制得单相合金 ;X为 0 .2时制得由 Mg2 Ni、Nd Ni和Nd Mg Ni4相组成的三相合金。同 Mg2 Ni单相合金相比 ,包含 Mg2 Ni相的三元 Mg1.8Nd0 .2 Ni合金 ,球磨后它们的放电容量显著提高 ,这与 Nd Mg Ni4相的存在和球磨形成的多相复合微结构有关。

关键词： Mg2Ni 储氢合金电极性能放电容量绝缘材料

涂碳PVC膜SCN-、ClO4-和苦味酸根离子选择电极——碱性染料结构对PVC膜电极性能的影响

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化学试剂 1985年第5期 294-297页

作者：潘景浩宋士华陈林林山西大学化学系山西大学化学系中科院长春应化所研究生东北工学院研究生

碱性染料结构对PVC膜ReO4-、IO4-及TlBr4-离子选择电极性能的影响已有报道。本文用25种碱性染料,按照文献[3,4]的研究方法分别制备了涂碳PVC膜电极,测试了它们对SCN-、ClO4-和苦味酸根的响应特性,筛选了性能较好的电极,较详尽地讨论了... 详细信息

碱性染料结构对PVC膜ReO4-、IO4-及TlBr4-离子选择电极性能的影响已有报道。本文用25种碱性染料,按照文献[3,4]的研究方法分别制备了涂碳PVC膜电极,测试了它们对SCN-、ClO4-和苦味酸根的响应特性,筛选了性能较好的电极,较详尽地讨论了碱性染料的结构对上述三种电极性能的影响,考虑了能使这三种电极的性能更佳的碱性染料。实验部分一、仪器和试剂

关键词：电极性能 CIO 碱性染料 ClO4 苦味酸根碱性品红甲基紫丁基罗丹明 PVC SCN 离子选择电极离子电极膜电极

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掺铋二氧化锰电极性能的改善

电池 1996年第1期26卷 7-9页

作者：李升宪石中杨汉西范玉章武汉大学化学系湖北430072

本文研究了复合型MnO_2(CDMO)和掺铋复合型MnO_2(CDMOB)的性质和电化学性能。结果表明:COMOB较之CDMO在容量,循环性及极化性能方面有明显的改善。

关键词：电池铋二氧化锰电极性能

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界面态对半导体太阳能光电极性能的影响

物理学报 1982年第9期 1198-1205页

作者：林彰达周佩珍陈芸琪邓恢国齐上雪王昌衡谢侃中国科学院物理研究所

用CVD法在不同表面处理后的n-Si片上生长n-Fe2O3,薄膜,构成双层结构半导体光电极,研究界面态对电极性能的影响。由光萤光谱判断在距Fe2O3价带顶1.6eV处存在高态密度的界面态,对费密能级起钉扎作用,按这种能带图所作的理论计算与分析,给... 详细信息

用CVD法在不同表面处理后的n-Si片上生长n-Fe2O3,薄膜,构成双层结构半导体光电极,研究界面态对电极性能的影响。由光萤光谱判断在距Fe2O3价带顶1.6eV处存在高态密度的界面态,对费密能级起钉扎作用,按这种能带图所作的理论计算与分析,给出光萤光谱的合理解释,并为电容-电压曲线及光电流-电压曲线的实验结果所证实。这种具有高态密度界面态的双层半导体结构,为稳定性良好、光电转换效率高的太阳能光电极提供了有希望的途径。

关键词：界面态态密度 Fe 太阳能太阳辐射能气候资源电极性能