《一維限域狀態下去合金化行為及對應孔結構演化研究》是依託太原理工大學，由王孝廣擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一維限域狀態下去合金化行為及對應孔結構演化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王孝廣
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
去合金化法是製備隨機孔狀納米多孔金屬的主要方法。目前，針對去合金化行為和孔演化過程的研究主要著眼於規則塊體、條帶等巨觀體相合金體系，對於低維納米結構合金體系的去合金化行為和孔演化機制則很少涉及，而這一過程恰恰涉及到低維限域條件下的去合金化行為。本項目擬採用電沉積方法與納米模板技術相結合，製備Pd-X(X=Ni,Co)一維納米結構初始合金，著重研究該納米尺度初始合金(一維限域狀態下)去合金化過程中合金/溶液界面行為及形貌演化規律，結合實驗及理論分析，揭示限域狀態下合金/溶液界面處鈍化、溶解、表面擴散與孔結構演化的對應關係，闡明限域狀態下去合金化行為的微觀物理機制，並給出定量或半定量表述，澄清低維納米結構與巨觀體相合金去合金化過程中的行為差異。本項目的研究結果，將為人們深入理解低維材料的去合金化行為以及實現隨機孔狀低維納米結構的可控設計與製備提供實驗和理論依據。
結題摘要
去合金化法是製備隨機孔狀納米多孔金屬的主要方法。目前，針對去合金化行為和孔演化過程的研究主要著眼於規則塊體、條帶等巨觀體相合金體系，對於低維納米結構合金體系的去合金化行為和孔演化機制則很少涉及，而這一過程恰恰涉及到低維限域條件下的去合金化行為。在本項目研究中，我們電沉積製備了相應的PdNi、PdCo納米線及利用化學還原方法設計和製備了系列單/多組元金屬納米顆粒（Pd、Pd-Cu、Pd-Sn、Pd-Cu-Sn、Pd-Sn-(Ag/Co/Ni)、Pt-Au-Cu）,研究了金屬元素種類及相關元素含量對金屬納米合金材料體系的去合金化行為影響，研究發現，對於Cu組元，可以很容易的從合金納米材料體系中溶出，特別是在施加外加驅動力的情況下，如施加一定的陽極電位，且隨著體系中銅含量的增多，其發生的脫合金化程度更為完全，即納米材料內部的銅元素也能得到充分溶出，與含銅組元的巨觀體相材料脫合金行為較為類似；相對於Cu組元，Co和Ni組元在存在外加電勢的情況下從納米材料表面發生脫合金溶出，但其發生溶出的程度較弱，往往發生於納米材料表層，而內部的Co和Ni元素較難發生溶出，這不同於相應的巨觀體相材料。對於合金納米材料中的Sn組元來說，即使在施加外加電位的情形下，也基本不發生脫合金溶出，同時發現Sn具有很強的吸附含氧物種的能力，極易與氧結合形成高價態的SnO2，與貴金屬Pd、Pt結合併混雜於納米材料體系的表面及內部。通過對合金納米材料進行電化學活化（脫合金化）處理，其材料體系的位錯和孔隙數量得到極大的提升，在對甲醇、乙醇、甲酸等有機小分子氧化反應中表現出優異的電催化性能，有望在燃料電池用催化劑領域獲得實際的套用。
