高熵氧化物纳米管的阳极氧化制备及光催化性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:z178933143
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
阳极氧化法制备的阀金属氧化物纳米管具有高度契合催化应用的形貌特征,不仅比表面积大,并且拥有高度完整的一维结构,结合过渡金属氧化物一系列独特的光学、电学和化学行为,具备广泛的应用范围。但其普遍存在着高温结构稳定性差的问题,在高温下纳米管结构极易被破坏,限制了其应用。通过引入高熵材料中独特的高熵单相效应和扩散迟滞效应,制备高熵氧化物纳米管,有望获得在更高的温度下保持稳定的纳米管。目前与高熵氧化物纳米管相关的研究较少,缺少对该体系的系统性研究。本文选择阀金属元素Ta、Nb、Hf、Zr、Ti及其近邻元素Mo、V为原料,熔炼TaNbHfZrTi、Mo Nb Hf Zr Ti、VNb Hf Zr Ti高熵合金,并作为基底阳极氧化生长纳米管,依靠高熵材料特性解决纳米管的结构稳定性问题。通过调整阳极氧化参数,研究纳米管形貌的变化规律并对其背后的生长机制进行分析。进一步通过紫外可见吸收光谱表征及光催化试验对高熵氧化物纳米管的光催化性能进行了研究。通过工艺探索,成功制备出了三种高熵氧化物纳米管,获得了具有完整一维结构的TaNbHfZrTi高熵氧化物纳米管,纳米管底部平均直径143.42 nm,平均壁厚约43 nm,管长接近40μm,这是目前已知拥有最长最完整结构的高熵氧化物纳米管。通过控制变量找到了纳米管形貌与阳极电压、氧化时间、氧化温度及电解液氟离子浓度之间的关系,为实现TaNbHfZrTi高熵氧化物纳米管的形貌可控制备提供了依据。对退火后的纳米管进行观察,证明了TaNbHfZrTi高熵氧化物纳米管的高结构稳定性,其管结构完全破坏的温度达1000℃,远高出同类典型材料。进一步从热力学和动力学两个角度出发,结合高熵材料中特有的高熵效应和扩散迟滞效应,解释了高熵氧化物纳米管高结构稳定性的来源。最后,通过紫外可见吸收光谱表征及光催化试验验证了TaNbHfZrTi高熵氧化物纳米管的光催化作用,且经过退火处理的样品获得了明显的催化活性提升。本文首次系统研究了高熵氧化物纳米管的阳极氧化制备,获得了形貌完整、结构稳定的纳米管结构,讨论了相关形成规律,并对其光催化应用进行了初步的探索,为后续相关的研究提供了研究思路及规律性指导。
其他文献
在噪声控制领域,因为低频声波具有穿透力强、能量衰减慢的特性,能够实现低频噪声有效调控的材料和技术的研发一直是困扰业界的瓶颈问题。近年来具有负材料参数的声学超材料的快速发展,为低频噪声控制问题的解决提供了新的技术方案和材料体系。薄膜型声学超材料具有体积小、质量轻和可设计性强的特点,具备低频声波调控的潜力,是目前低频吸隔声控制领域的热门材料。本论文针对现有薄膜型声学材料质量块定位难、易脱落的问题,以提
学位
目的(1)基于自我护理论构建预防结直肠癌恶性肠梗阻的微信小程序内容模块,为转化微信小程序提供内容基础;(2)以用户为中心开发预防结直肠癌恶性肠梗阻微信小程序并测试其可用性。方法(1)预防结直肠癌恶性肠梗阻的微信小程序内容模块构建预防结直肠癌恶性肠梗阻的微信小程序内容模块构建主要通过文献分析法、质性研究和德尔菲法。通过文献分析法,检索有关肠梗阻的预防、护理方法,提取其具体的护理措施,结合自我护理理论
学位
在微机电系统、光伏电池、电子封装、隔热降噪建筑玻璃等领域,都会用到将多个玻璃组装连接在一起的部件,现有的玻璃连接方法通常使用胶接、阳极键合、超声波焊接等传统的连接方法,这些方法存在着稳定性差、对玻璃表面处理要求高、焊接效率低等缺点;激光是一种非接触、工件形状限制少、极大提高生产率的焊接方式,特别是纳秒级脉冲激光,在焊接薄板材料,异种材料等方面优势明显;将玻璃钎料和钠秒级脉冲激光相结合的方法,在实现
学位
由于n型Mg3Sb2基热电材料的优异热电性能,该材料在低温制冷以及中温发电应用领域具有巨大潜力,因此备受热电领域内研究者的广泛关注。n型Mg3Sb2基热电材料在近室温区的载流子迁移率具有与温度正相关的热激活特征,但对该特征背后的散射机制目前仍存在争议。因此本文从输运模型分析、微观结构表征以及化学成分调控三个方面对Mg3Sb2基热电材料的近室温载流子散射机制进行了全面系统的研究,揭示了点缺陷是Mg3
学位
随着电子技术的发展,电子器件变得愈发小型化、高度集成化,这对芯片封装技术提出了更高的要求。现阶段,对于各种钎料在金属基板上的润湿铺展现象研究较多,但是关于金属/金属反应润湿体系的润湿铺展机理仍不明确。超声波可以提高钎料的润湿性,但到目前为止,超声波辅助钎焊对钎料润湿和铺展的现象研究较少。因此,深入理解金属/金属反应润湿体系的铺展现象,以及理解超声作用下Sn基钎料在金属基板表面的润湿机制十分重要。本
学位
背景 妊娠期是女性经历的一个特殊时期,炎症与妊娠的关系备受关注。既往多关注症状明显的孕期感染所致严重炎症反应对不良妊娠结局的影响,但孕期亚临床炎症也不容忽视。目前研究表明妊娠期亚临床炎症状态可能对孕妇妊娠结局和胎儿宫内发育产生潜在危害。超敏C反应蛋白(hs-CRP)是反映机体炎症状态的高度灵敏的炎症标志物,研究表明hs-CRP是妊娠期糖尿病、妊娠期高血压、早产等不良妊娠结局的危险因素之一。然而,无
学位
背景产前和产后阶段是女性及其配偶抑郁常见的发生时期,但既往研究多关注女性产后抑郁,而产前抑郁作为产后抑郁重要的独立危险因素较易被忽视,根据相互依赖理论,夫妻间的认知、行为和情绪相互影响,然而在产前抑郁的发生过程中,夫妻间产前抑郁的相互作用路径尚未明确。目的探讨孕晚期女性及其配偶的伴侣低头行为、婚姻满意度和产前抑郁的现状及相关性,构建婚姻满意度在孕晚期女性及其配偶的伴侣低头行为和产前抑郁间的主—客体
学位
目的建立安徽省肺癌患者运动自我效能量表的均数常模、百分位数常模与划界常模,为评价肺癌患者运动自我效能水平提供参考标准。了解围术期肺癌患者运动自我效能现状及与运动依从性、运动行为和肺功能指标之间的相关性,为临床医务人员制定有效运动干预方案提供参考依据。方法第一阶段:构建安徽省肺癌患者运动自我效能量表的常模,采用前期课题组成员张小敏编制的肺癌患者运动自我效能量表为研究工具,将安徽地区按区域分布划分为皖
学位
在能源危机与环境保护的大背景下,新能源的开发受到了人们的广泛关注。其中锂离子电池由于具有电压高、比容量大、循环寿命长、自放电小、安全性能好等优点,已得到广泛应用。随着新兴技术产业的发展,锂离子电池的能量密度、使用寿命等性能亟需得到提升。硅因其超高的理论能量密度和丰富的资源储量,成为锂离子电池负极材料中的重要研究对象。然而,硅在电池循环过程中存在严重的体积膨胀与收缩效应,且电导率较低,在负极材料的商
学位
镁合金由于其密度小、比强度和比刚度高、阻尼性和生物相容性良好,被广泛应用于汽车领域、3 C电子工业领域、航空航天领域和生物医学领域。但当前镁合金消耗量远落后其发展潜力,新型轻质镁合金的设计开发已成为研究热点。以CALPHAD(相图计算)为代表的材料设计手段,摆脱了传统实验的试错法,缩短了材料研发周期,被认为可加速镁基合金材料的设计研发。因此,掌握镁合金体系的相图信息并建立多组元高精度热力学数据库,
学位