鎳基非晶態(tài)合金納米顆粒材料的制備、結(jié)構(gòu)與電催化性能研究.pdf

1、本文研究基于增強(qiáng)Ni-B非晶態(tài)合金納米顆粒的抗氧化性、熱穩(wěn)定性，抑制晶化和團(tuán)聚，及拓展Ni-B非晶態(tài)合金納米顆粒的應(yīng)用新領(lǐng)域。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： 1.在水溶液體系中以化學(xué)還原法制得平均粒徑約10nm的Ni-B和Ni-Mo-B非晶態(tài)合金團(tuán)聚態(tài)納米顆粒。Ni-Mo-B非晶態(tài)合金的晶化溫度及熱穩(wěn)定性明顯高于Ni-B非晶態(tài)合金。XPS分析結(jié)果表明Ni-Mo-B非晶態(tài)合金具有優(yōu)異的抗氧化性能。 2.應(yīng)用循環(huán)伏安法首次研究了堿

2、性介質(zhì)中Ni-B非晶態(tài)合金納米粉末微電極上甲醇、乙醇及正丙醇的電催化氧化。結(jié)果表明，Ni-B非晶態(tài)合金納米粉末微電極對(duì)甲醇、乙醇及正丙醇的電催化氧化活性顯著優(yōu)于鎳納米線電極、高擇優(yōu)取向(220)鎳電極。在含伯醇的1 mol·L-1KOH溶液中，Ni-B非晶態(tài)合金納米粉末微電極上Ni(Ⅱ)氧化起始電位較高擇優(yōu)取向(220)鎳電極負(fù)移了0.04V，其氧化峰電位也明顯負(fù)移，氧化電流密度高出高擇優(yōu)取向(220)鎳電極約2個(gè)數(shù)量級(jí)。通過測(cè)定穩(wěn)態(tài)極

3、化曲線計(jì)算出Ni-B非晶態(tài)合金納米粉末微電極上甲醇、乙醇及正丙醇的電氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)。與高擇優(yōu)取向(220)鎳電極比較，Ni(Ⅲ)與甲醇、乙醇及正丙醇反應(yīng)的速率常數(shù)、Ni(Ⅱ)氧化為Ni(Ⅲ)及其逆反應(yīng)的速率常數(shù)依次約大2個(gè)、3個(gè)和2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。 Ni-B非晶態(tài)合金納米粉末微電極上Ni(Ⅱ)氧化起始電位和氧化峰電位明顯低于Ni-B納米晶粉末微電極和化學(xué)鍍Ni-B非晶態(tài)合金微盤電極，表明Ni-B非晶態(tài)合金納米粉末微電極具有較高的電

4、催化活性與其特有的非晶特性和納米特性有關(guān)。 3.將反相微乳液法引人非晶態(tài)合金的制備中，獲得了基本呈單分散、尺度在10-15nm且分布較均勻的Ni-B和Ni-La-B非晶態(tài)合金團(tuán)簇，這是迄今為止單分散尺寸最小的非負(fù)載型非晶態(tài)合金團(tuán)簇。Ni-B和Ni-La-B非晶態(tài)合金的晶化均存在2個(gè)相變過程：Ni-La-B非晶態(tài)合金晶化成Ni-La-B晶態(tài)合金和Ni-La-B晶態(tài)合金轉(zhuǎn)化成納米晶Ni-La和單質(zhì)B，通過測(cè)定相轉(zhuǎn)變活化能表明后1個(gè)步