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Pd_n-Fe纳米合金作为Mg-H_2O_2半燃料电池阴极研究

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无机材料学报 2018年第1期33卷 81-86页

作者：孙丽美石乐乐张帅帅张益佳李增辉何乌日嘎木拉内蒙古民族大学化学化工学院内蒙古自治区纳米碳材料重点实验室通辽028000

通过化学还原方法制备Pd:Fe原子比(n)为2:1、4:1、8:1的Pd_n-Fe/C催化剂。采用TEM、XRD和XPS技术对复合催化剂进行表征。结果显示,Fe加入Pd/C催化剂中,与Pd形成合金,Pd_n-Fe/C催化剂的粒径发生变化;获得的Pd_4-Fe纳米合金粒子在C载体表... 详细信息

通过化学还原方法制备Pd:Fe原子比(n)为2:1、4:1、8:1的Pd_n-Fe/C催化剂。采用TEM、XRD和XPS技术对复合催化剂进行表征。结果显示,Fe加入Pd/C催化剂中,与Pd形成合金,Pd_n-Fe/C催化剂的粒径发生变化;获得的Pd_4-Fe纳米合金粒子在C载体表面分布均匀,平均粒径为2~3 nm,Fe的加入对Pd/C催化剂晶体结构有很大影响。电化学(CV,LSV,CA)测试表明:加入Fe提高了Pd/C催化剂的催化性能,Pd/Fe原子比为4:1时,Pd_n-Fe/C的催化性能最好。当E=0.2 V时,Pd/C电极电流密度为17.71 mA/cm^2,而Pd_4-Fe/C电极电流密度可达19.42 mA/cm^2。电池测试表明,以Pd_4-Fe/C和Pd/C催化剂为阴极的Mg-H_2O_2半燃料电池的开路电势均为1.8 V左右,而当电流密度为180 mA/cm^2时,以Pd_4-Fe/C为阴极的电池最大能量密度比Pd/C为阴极的电池高41 mW/cm^2。

关键词： Fe Pd/C H2O2电还原 Mg-H2O2半燃料电池

铈浓度对ZrH_(1.8)微弧氧化膜层阻氢性能的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第3期51卷 793-799页

作者：李世江闫淑芳陈伟东马文内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室内蒙古呼和浩特010051

利用微弧氧化技术在电解液中加入不同含量的铈,制备了阻氢性能良好的二氧化铈稳定氧化锆(ceria-stabilized zirconia,CSZ)陶瓷膜。利用涂层测厚仪、涂层附着力自动划痕仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱... 详细信息

利用微弧氧化技术在电解液中加入不同含量的铈,制备了阻氢性能良好的二氧化铈稳定氧化锆(ceria-stabilized zirconia,CSZ)陶瓷膜。利用涂层测厚仪、涂层附着力自动划痕仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和真空脱氢实验对膜层的厚度、结合力、形貌、相结构、元素化学价态和膜层的阻氢性能进行了测试和表征。结果表明:CSZ陶瓷膜主要由单斜相氧化锆(m-ZrO_(2))、四方相氧化锆(t-ZrO_(2))和t-Zr_(0.82)Ce_(0.18)O_(2)组成。随铈浓度的增加,膜层厚度逐渐增加。当铈浓度为9mol%时,陶瓷膜厚度为135.5μm,结合力为52.46 N,膜层具有优异的阻氢性能,阻氢渗透因子为19。铈的加入抑制了t-ZrO_(2)向m-ZrO_(2)的相转变,促进了高温稳定t-ZrO_(2)的生成。

关键词：氢化锆微弧氧化铈浓度阻氢渗透因子

纳米ZrO_(2)粉体的制备及其水悬浮液性能

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1283-1286页

作者：郭春霞陈伟东闫淑芳赵学平张泽华马文内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室内蒙古呼和浩特010051

以ZrOCl_(2)·8H_(2)O为锆源,通过水热法合成了纳米二氧化锆(ZrO_(2))粉体。结果表明,ZrO_(2)颗粒为椭球形,粒径主要在40~100nm范围内,粒径分布窄。通过测量ZrO_(2)的Zeta电位和粒径,研究了不同pH条件下水悬浮液中此ZrO_(2)粉体的表面... 详细信息

以ZrOCl_(2)·8H_(2)O为锆源,通过水热法合成了纳米二氧化锆(ZrO_(2))粉体。结果表明,ZrO_(2)颗粒为椭球形,粒径主要在40~100nm范围内,粒径分布窄。通过测量ZrO_(2)的Zeta电位和粒径,研究了不同pH条件下水悬浮液中此ZrO_(2)粉体的表面电荷和分散性能。发现ZrO_(2)粉体的等电点(IEP)为pH=9.0,在远离IEP处ZrO_(2)颗粒分散性好,而在IEP处则团聚严重。

关键词： ZrO_(2)粉体 Zeta电位水悬浮液水热法

沉淀剂对铜锰复合氧化物变换催化剂构效的影响

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燃料化学学报 2010年第4期38卷 445-451页

作者：智科端刘全生张亚刚何爽何润霞内蒙古工业大学化工学院内蒙古工业催化重点实验室内蒙古呼和浩特010051

以CuSO4.5H2O和MnSO4.H2O为原料,KOH和NaOH为沉淀剂制备了铜锰复合氧化物,考察了其变换反应催化性能,利用XRD、低温氮气吸附法、TG、H2-TPR等对所合成样品进行了表征。以KOH和NaOH为沉淀剂所得沉淀终产物的物相组成和织构明显不同,分别... 详细信息

以CuSO4.5H2O和MnSO4.H2O为原料,KOH和NaOH为沉淀剂制备了铜锰复合氧化物,考察了其变换反应催化性能,利用XRD、低温氮气吸附法、TG、H2-TPR等对所合成样品进行了表征。以KOH和NaOH为沉淀剂所得沉淀终产物的物相组成和织构明显不同,分别为层状结构碱式硫酸铜Cu4SO4(OH)6.H2O及无定形锰氧化物和Cu2+1O和Mn3O4混合物。两种物相组成和织构完全不同的沉淀终产物焙烧后都生成Cu1.5Mn1.5O4固熔体,在变换反应条件下均转化为Cu和MnO,但其催化性能却有明显差异。以NaOH为沉淀剂,得到以Cu2+1O和Mn3O4复合体为主的沉淀终产物,焙烧及还原后保持了较高的织构稳定性,提高了样品的活性和热稳定性。而以KOH为沉淀剂得到以层状结构碱式硫酸铜Cu4SO4(OH)6.H2O和无定形锰氧化物为主的沉淀终产物,在焙烧过程发生的演变极其复杂,削弱了铜锰组分协同效应,造成其活性和热稳定性极差。研究结果表明,NaOH作沉淀剂所制备样品的织构稳定性、催化活性显著高于以KOH作沉淀剂所制备样品,且热稳定性良好。

关键词：沉淀剂铜锰复合氧化物变换反应活性热稳定性

胜利褐煤水蒸气气化制富氢合成气及其固有矿物质的催化作用

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化工学报 2013年第6期64卷 2092-2102页

作者：周晨亮刘全生李阳智科端滕英跃宋银敏内蒙古工业大学化工学院内蒙古工业催化重点实验室内蒙古呼和浩特010051

利用微型固定床反应装置,研究了内蒙古胜利褐煤水蒸气气化过程中H2、CO2、CO和CH4生成规律及其固有矿物质的催化效应。原煤(SL-raw)、盐酸洗脱(SL-HCl)、氢氟酸洗脱(SL-HF)及盐酸洗脱液回添煤样(SL-HCl-Re)在水蒸气气化反应过程中,H2、... 详细信息

利用微型固定床反应装置,研究了内蒙古胜利褐煤水蒸气气化过程中H2、CO2、CO和CH4生成规律及其固有矿物质的催化效应。原煤(SL-raw)、盐酸洗脱(SL-HCl)、氢氟酸洗脱(SL-HF)及盐酸洗脱液回添煤样(SL-HCl-Re)在水蒸气气化反应过程中,H2、CO2和CO生成速率存在明显差异,充分说明胜利褐煤中某些固有的矿物质对其水蒸气气化反应具有显著的催化作用,可大幅度提高其气化反应速率,并使其起始气化温度降低96℃,气化反应主体温度降低150℃以上,同时促进了合成气中H2生成,抑制了CO的生成,使胜利褐煤水蒸气气化反应过程中一直维持着较高的H2/CO摩尔比,SL-raw、SL-HCl-Re水蒸气气化所得合成气中H2/CO摩尔比分别为17.3和4.3,而SL-HCl和SL-HF水蒸气气化所得合成气中H2/CO摩尔比均只有1.22。SL-HCl和SL-HF水蒸气气化生成H2、CO2和CO的规律基本相同,说明起催化作用的物质是可溶解在盐酸洗脱液中的矿物质。经过分析,发现矿物质对胜利褐煤水蒸气气化反应的催化作用主要是通过提高水煤气变换反应(WGSR)速度实现的。最后结合文献报道提出了胜利褐煤水蒸气气化反应过程中矿物质的原位催化机理。

关键词：胜利褐煤水蒸气气化固有矿物质催化富氢合成气

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喷射器流动结构和性能的数值模拟研究

工程热物理学报 2012年第11期33卷 1881-1883页

作者：于文艳田瑞闫素英内蒙古工业大学内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区可再生能源重点实验室内蒙古呼和浩特010051

本文利用Fluent软件对蒸汽喷射器进行数值模拟计算,从射流混合机理角度出发,分析比较了喷射器内工作流体压力、引射流体压力及混合流体出口压力等工作参数变化对喷射系数的影响以及喷射系数变化的原因。结果表明:对给定的喷射器存在一... 详细信息

本文利用Fluent软件对蒸汽喷射器进行数值模拟计算,从射流混合机理角度出发,分析比较了喷射器内工作流体压力、引射流体压力及混合流体出口压力等工作参数变化对喷射系数的影响以及喷射系数变化的原因。结果表明:对给定的喷射器存在一个最佳工作流体压力,在此压力下喷射器可以获得最大喷射系数;随着引射流体压力的增加和出口压力的降低,喷射器的喷射系数逐渐增加。

关键词：喷射器数值模拟喷射系数

悬浮液等离子喷涂制备Y_(2)O_(3)涂层及耐等离子刻蚀性

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无机材料学报 2024年第8期39卷 929-936页

作者：马文申喆刘琪高元明白玉李荣星内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室呼和浩特010051 内蒙古自治区稀土新材料及功能涂层工程研究中心呼和浩特010051

随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相... 详细信息

随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相组成、力学性能、显微形貌和介电强度等的影响;在CF4/Ar/O_(2)氟等离子体环境中对Y_(2)O_(3)涂层分别刻蚀30、60、120 min后,分析了Y2O3涂层微观孔隙率对刻蚀速率的影响。最优工艺1(喷涂距离80 mm、送液速率35 mL/min、雾化气流速15 L/min、横向移枪速率700 mm/s、纵向移动步进1 mm/step)制备的Y2O3涂层的显微硬度为(3.78±0.36)GPa,孔隙率为(2.35±0.24)%,结合强度为(36.0±3.6)MPa,介电强度为(29.74±2.01)kV/mm。在CF4/Ar/O_(2)组成的混合等离子气体中,Y_(2)O_(3)涂层发生物理和化学反应,Ar+对涂层强烈冲击、轰击诱导,使表面化学键断裂;CF_(2)^(*)和F^(*)使Y_(2)O_(3)不断被刻蚀,生成的YF3附着在涂层表面;同时Ar+不断对涂层表面进行物理冲击,去除YF3层,少量残余在涂层表面的YF3被氧化形成了YOF,最终导致涂层刻蚀率低至(11.48±5.21)nm/min。高致密性、低孔隙率、高均匀性的Y_(2)O_(3)涂层可以有效提高零件的耐等离子刻蚀性能,对半导体工业具有重要意义。

关键词：悬浮液等离子喷涂 Y_(2)O_(3)涂层孔隙率耐等离子刻蚀性

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钴基电极材料的改性策略及其应用研究

复合材料学报 2023年第5期40卷 2550-2565页

作者：孙兴伟白杰李春萍梁海欧许瞳孙炜岩内蒙古工业大学化工学院内蒙古工业催化重点实验室呼和浩特010051

钴基材料作为非贵金属材料中重要的一员,因其具有较高理论容量、良好的催化活性及出色的热/化学稳定性,被广泛应用在超级电容器(SCs)和电催化等电化学能源储存与转化领域中。然而目前在钴基材料的应用中还存在诸多缺陷,如导电性偏低,活... 详细信息

钴基材料作为非贵金属材料中重要的一员,因其具有较高理论容量、良好的催化活性及出色的热/化学稳定性,被广泛应用在超级电容器(SCs)和电催化等电化学能源储存与转化领域中。然而目前在钴基材料的应用中还存在诸多缺陷,如导电性偏低,活性位点暴露的不充分,测试过程中活性组分易团聚、分解,结构稳定性较差等。近年来,许多研究报道了改性钴基材料来提升其电化学性能,基于此,本综述详细介绍了近几年对钴基材料的改性研究,主要包括形貌调控、元素掺杂、构筑异质结、缺陷工程及与载体材料复合。然后,对其在SCs、电催化氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)及析氢反应(HER)中的应用进行系统性的总结。最后,提出钴基材料当前存在的问题和未来的发展方向。

关键词：钴基材料改性策略超级电容器氧还原反应析氧反应析氢反应

原位颗粒对6063铝合金微观组织和耐磨性的影响机理

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稀有金属材料与工程 2022年第11期51卷 4213-4218页

作者：郑崇刘慧敏吕春达刘君城史志铭内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区轻金属材料重点实验室内蒙古呼和浩特010051

以CuO-Al作为反应体系,在6063铝合金中原位反应生成Al_(2)O_(3)颗粒,制备6063Al-xAl_(2)O_(3)(x=0,2,4,6,质量分数,%)复合材料。研究原位反应颗粒Al_(2)O_(3)的形状、尺寸、数量、分布、界面特征等对合金微观组织和耐磨性的影响机理,并... 详细信息

以CuO-Al作为反应体系,在6063铝合金中原位反应生成Al_(2)O_(3)颗粒,制备6063Al-xAl_(2)O_(3)(x=0,2,4,6,质量分数,%)复合材料。研究原位反应颗粒Al_(2)O_(3)的形状、尺寸、数量、分布、界面特征等对合金微观组织和耐磨性的影响机理,并且分析了6063铝合金自带的原位结晶颗粒Mg2Si对耐磨性的影响机理。结果表明,在6063铝合金中原位反应生成尺寸在亚微米级的近球形θ-Al_(2)O_(3)颗粒;其(311)晶面与6063铝合金基体(111)晶面成共格界面;6063铝合金中Mg2Si尺寸大约为100 nm,呈条带状,其(022)与Al基体(111)晶面属于共格界面。随着Al_(2)O_(3)颗粒含量的增加,6063铝基复合材料的晶粒组织形貌由蔷薇状逐渐向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小。当Al_(2)O_(3)的质量分数为6%时,复合材料组织由等轴晶和细小的柱状晶组成。载荷为50 N时,6063铝合金的磨损量为6.72 mg,6063-6Al_(2)O_(3)复合材料的磨损量为1.63 mg,相对于6063铝合金降低75.7%。原位颗粒(Al_(2)O_(3)+Mg2Si)与铝基体都成共格界面,界面之间无污染,界面结合强度高,在磨损过程中,不易从基体中脱落,承担磨损过程中的大部分载荷。原位生成高硬度的Al_(2)O_(3)颗粒与原位结晶颗粒Mg2Si协同作用共同提高复合材料的耐磨性。外加载荷为40 N时,随着增强相质量分数的增加,复合材料的磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。6063铝合金磨损机制以严重的粘着磨损为主。6063-2Al_(2)O_(3)和6063-4Al_(2)O_(3)复合材料磨损机制主要以粘着磨损为主,6063-6Al_(2)O_(3)复合材料主要表现为磨粒磨损。

关键词：原位反应Al2O3颗粒原位结晶Mg2Si颗粒铝基复合材料微观组织耐磨性