非晶态Ti-Cu合金纳米多孔结构研究

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本文以Ti-Cu非晶态合金作为初始材料,采用脉冲电压这一新颖的脱合金方法制备出多层的纳米多孔结构材料,并使用扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)作为表征手段,对制备的纳米多孔材料的形貌以及化学组成做了深入的研究。最后利用循环伏安曲线(CV Curve)研究其电催化性能。   实验研究了脉冲电压脱合金法制备纳米多孔材料的过程中,反应电解质、脉冲初始电压、脉冲电压振幅、反应温度、循环时间和占空比这六个因素对纳米多孔材料结构的孔隙率和孔径的影响。在以上影响因素中,电解质溶液、初始电压和脉冲振幅对多孔材料的结构具有较大的影响。样品成分Ti30Cu70,电解质溶液为30%的硝酸溶液,初始电压为1 V,脉冲电压振幅400 mV,实验温度为70℃,占空比为0.5/0.5,循环时间为10800 s。所制备的结构为较厚实的双连续纳米微孔结构,孔径约为50 nm,孔壁为50-100 nm,纳米多孔结构厚为5μm。根据X射线衍射能谱(XPS)分析,制备所得的纳米微孔结构主要元素组成为Ti、Cu、O和C。所含有的主要化学成分为TiO,TiO2,Ti2O3和Cu2O。   纳米多孔结构样品在碱性介质中对乙二醇表现出很好的电催化性能,且与混合物中碱溶液的pH值有关:即随着pH不断增大,纳米多孔结构所表现出了电催化性能越来越强;在酸性介质中,纳米多孔结构材料没有催化氧化作用,同时还抑制了氧化反应。
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