納米多孔銀基合金的脫合金法制備與性能研究.pdf

1、納米多孔金屬材料是指具有納米級尺寸孔洞的金屬材料。納米級的孔洞，以及開放性的三維貫通的韌帶/通道結構，使材料具有極高的比表面積，因而表現(xiàn)出獨特的物理、化學、光學等性能，在催化、傳感、激發(fā)、光學等領域具有巨大的應用潛力。脫合金法是制備納米多孔金屬材料的常用方法，其實質是將合金中的一種或多種活性組元選擇性腐蝕，通過惰性組元的表面擴散和聚集而形成納米多孔結構。利用脫合金法制備納米多孔金屬材料是近年來納米材料領域的新興研究方向，對脫合金法進行系

2、統(tǒng)地研究，對功能納米材料的合成具有重要意義。
　　 本文中，通過酸溶液對快速凝固Mg-Ag基前驅體合金薄帶進行化學脫合金處理，制備Ag-基納米多孔金屬材料。通過X射線衍射，掃描/透射電子顯微鏡，電化學分析，X射線光電子能譜等手段對脫合金過程和納米多孔結構進行表征。系統(tǒng)研究了前驅體合金成分、脫合金溶液及第三元素摻雜對脫合金過程和納米多孔結構的影響;對納米多孔Ag-Pd雙金屬材料的氫敏性能和催化活性進行了表征;并分析了Mg-Ag系前

3、驅體合金中的空位對脫合金過程的影響。研究發(fā)現(xiàn)，快速凝固Mg77Ag23前驅體合金薄帶主要由Mg54Ag17相組成，而Mg65Ag35和Mg50Ag50前驅體合金薄帶均由單一的MgAg相組成。Mg50Ag50前驅體合金薄帶在鹽酸溶液中呈惰性，不能脫合金化，而Mg77Ag23和Mg65Ag35前驅體合金薄帶均能完全脫合金化，制備出具有典型三維雙連續(xù)納米多孔結構的Ag材料。隨著Mg-Ag系前驅體合金中Ag含量的增加，脫合金難度增大，且制備的納

4、米多孔Ag結構中韌帶尺寸增大，表明前驅體合金成分和相組成對脫合金過程和納米多孔結構有顯著影響。對Mg77Ag23前驅體合金薄帶在不同酸性溶液中的脫合金行為進行研究，發(fā)現(xiàn)Mg77Ag23前驅體合金在多種酸性溶液中均能完全脫合金化，并得到具有不同微觀結構的納米多孔Ag材料。選擇合適的脫合金溶液，能夠得到韌帶尺寸細化，且無微觀裂紋的納米多孔Ag材料。向Mg-Ag前驅體合金中摻雜少量第三元素Pd，形成Mg-Ag-Pd三元前驅體合金。對Mg-Ag

5、-Pd三元前驅體合金進行脫合金處理，能夠形成具有超細納米多孔結構的Ag-Pd雙金屬材料。該納米多孔結構呈現(xiàn)雙模式特點，由三維貫通的島嶼/通道結構組成，且島嶼內(nèi)部也呈納米多孔結構，由超細的韌帶和通道共同組成。納米多孔Ag-Pd雙金屬材料具有優(yōu)異的氫敏性能，且對乙醇電氧化具有較高的催化活性。調整前驅體合金成分，改變脫合金溶液，或摻雜第三元素，能夠實現(xiàn)納米多孔結構的微觀調控，制備出韌帶/通道結構細化，無微觀裂紋，且具有優(yōu)異性能的納米多孔金屬材