论文部分内容阅读
本文研究基于增强Ni-B非晶态合金纳米颗粒的抗氧化性、热稳定性,抑制晶化和团聚,及拓展Ni-B非晶态合金纳米颗粒的应用新领域。主要研究内容及结果如下:1.在水溶液体系中以化学还原法制得平均粒径约10nm的Ni-B和Ni-Mo-B非晶态合金团聚态纳米颗粒。Ni-Mo-B非晶态合金的晶化温度及热稳定性明显高于Ni-B非晶态合金。XPS分析结果表明Ni-Mo-B非晶态合金具有优异的抗氧化性能。2.应用循环伏安法首次研究了碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上甲醇、乙醇及正丙醇的电催化氧化。结果表明,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极对甲醇、乙醇及正丙醇的电催化氧化活性显著优于镍纳米线电极、高择优取向(220)镍电极。在含伯醇的1 mol·L-1KOH溶液中,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上Ni(Ⅱ)氧化起始电位较高择优取向(220)镍电极负移了0.04V,其氧化峰电位也明显负移,氧化电流密度高出高择优取向(220)镍电极约2个数量级。通过测定稳态极化曲线计算出Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上甲醇、乙醇及正丙醇的电氧化动力学参数。与高择优取向(220)镍电极比较,Ni(Ⅲ)与甲醇、乙醇及正丙醇反应的速率常数、Ni(Ⅱ)氧化为Ni(Ⅲ)及其逆反应的速率常数依次约大2个、3个和2-3个数量级。Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上Ni(Ⅱ)氧化起始电位和氧化峰电位明显低于Ni-B纳米晶粉末微电极和化学镀Ni-B非晶态合金微盘电极,表明Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极具有较高的电催化活性与其特有的非晶特性和纳米特性有关。3.将反相微乳液法引人非晶态合金的制备中,获得了基本呈单分散、尺度在10-15nm且分布较均匀的Ni-B和Ni-La-B非晶态合金团簇,这是迄今为止单分散尺寸最小的非负载型非晶态合金团簇。Ni-B和Ni-La-B非晶态合金的晶化均存在2个相变过程:Ni-La-B非晶态合金晶化成Ni-La-B晶态合金和Ni-La-B晶态合金转化成纳米晶Ni-La和单质B,通过测定相转变活化能表明后1个步骤的反应速率比前1个快。4.Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极的吸氢能力、析氢活性及对环已酮的电催化加氢活性显著高于高比表面镍微电极,电催化加氢反应在弱吸附氢和环已酮之间进行,而不可还原的β-Ni(OH)2的生成会抑制Ni-B非晶态合金纳米微电极的电催化加氢活性。