离子液体电化学模板法沉积金属铌纳米线

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:bonkoliu
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
铌因其耐高温、耐腐蚀、超导临界转变温度高等特性在钢铁工业、航空材料、核反应堆、电子工业、低温超导等方面都有广泛应用。而传统的铌的制备工艺大多反应条件苛刻,能耗大,生产成本高。通过改进,目前针对铌的制备比较可行的方法是使用电化学法进行铌的沉积,但大多数沉积体系成本高昂,且实验条件苛刻,如沉积温度较高等,因此,开发较为温和的低成本制备铌的研究工艺具有十分重要的意义。本文以探求较温和条件的低成本制备铌的研究工艺为目标,采用电化学沉积的方法考察离子液体与铌前驱体配比、沉积温度、沉积时间、沉积电流密度、溶剂用量等因素对电化学沉积金属铌的影响,并研究了铌沉积过程中晶核生长的机理。在沉积铌层的基础上,借助氧化铝模板的特殊孔道结构,对铌的一维结构的制备进行初步尝试。首先本论文研究了氧化次数、氧化电压、电解液浓度、电解液种类等因素对多孔阳极氧化铝制备的影响规律,结果表明,经过二次氧化,在40V电压下,电解液为0.3mol/L草酸时制备的模板孔道最为规整,有序度较高且孔密度大。其次采用电化学沉积的方法考察离子液体与铌前驱体配比、沉积温度、沉积时间、沉积电流密度、溶剂用量等因素对电化学沉积金属铌的影响,并研究铌沉积过程中晶核生长的机理。结果表明,在电沉积铌的过程中,沉积温度和沉积时间对金属铌影响最为显著。最佳的沉积参数为:沉积温度60℃,电解液配比为离子液体与Nb Cl5摩尔比4:1,溶剂乙二醇最佳的加入量为25m L,沉积电流密度8 m A/cm~2,沉积时间为5h。在此条件下,沉积得到的铌结构紧密分布均匀颗粒大小均一。与以往铌的研究制备相比,本研究可在更加温和的条件下(60℃)制备得到铌。通过计时电流法计算得出,离子液体中金属Nb的电沉积遵循三维瞬时成核机理。最后,本论文在沉积铌层的基础上,借助氧化铝模板的特殊孔道结构,对铌的一维结构的制备进行初步尝试,结果表明该方法可以制备出具有均一的线性结构的铌纳米线。
其他文献
随着陆上石油的勘察探明量增速放缓,人们愈来愈关注海上油气资源的开发,海洋石油资源量占全球石油资源总量的比例逐步上升,我国南海油气资源的开发也正在如火如荼地进行。导管架平台是使用最广泛的海上油气勘探开发装备,超强台风引发的极端载荷对导管架平台的危害也愈发引人关注,本文依托国家自然科学基金“极端海洋环境下海洋固定平台生存能力及动力灾变应急对策研究”,对超强台风下导管架平台动力灾变及自存能力进行研究,为
作为煤炭资源清洁化利用的核心,费托合成反应的产物多为直链烷烃。低碳烷烃异构化可用于生产高辛烷值汽油,产物硫含量低、无不饱和烃,为优质清洁能源。目前常用的工业加氢异构化催化剂是Pt或其他过渡金属负载在氧化铝或分子筛载体上的金属双功能催化剂。微-介孔复合分子筛结合了介孔材料优异的传质性能与微孔分子筛的强酸性和高水热稳定性,介孔的引入可改善传统微孔催化剂传质性能,通过改变合成条件可设计制备所需孔性质与酸
我国液化天然气(LNG)进口量持续增长,由于我国接收站的储罐储量都比较少,现货接收量日益提高,为了优化接收站的运行能力,提高接收站的接收容量,贫富液混装势在必行。LNG特性差异决定不同气源的产品不宜混装,一方面会出现LNG大量挥发,超出工艺处置能力时会排放到大气中,造成能量损失和环境污染;另一方面会给储罐带来危险,严重影响接收站及周边环境的安全。因此,本文通过建立LNG大型储罐贫富液混装蒸发模型,
随着管道服役时间的增长,管网复杂性的增加,管道泄漏时刻威胁着管网的安全运行。管道发生泄漏后,迅速识别泄漏工况并定位泄漏点是解决问题的关键。特别是近年来“智慧管道”的建设成为我国管道发展的新趋势,与“智慧管道”相契合的网络化、数字化、自动化的泄漏检测手段成为油气储运专业人员的研究重点。本文以输油管道泄漏产生的负压波为研究对象,在利用室内实验环道采集不同工况压力信号的基础上,采用改进的经验模态分解(改
氢气的高效储存和运输是制约氢能发展的关键瓶颈。有机液态氢化物储氢材料因其具有储氢量大、安全方便等优势而受到广泛关注,有机液态氢化物的储氢性能与分子结构紧密关联。本论文通过系统考察不同液态氢化物的加氢-脱氢效率,揭示分子结构对储氢性能的影响规律,以期为筛选高效储氢材料提供理论基础。首先以N-乙基咔唑、2-甲基吲哚、咔唑、蒽为加氢反应模型化合物,以Ru/UIO-66为加氢反应催化剂,研究它们的加氢反应
目前,天然气管道的安全管理与风险评价日趋成为天然气行业的研究重点。天然气管道发生泄漏后,若未及时发现补救,气体甲烷积聚成庞大的可燃气云,极易发生爆炸灾害。爆炸的灾难性后果主要表现在其产生的强超压波,超压波在正压与负压之间不断振荡衰减,不仅会对建筑物造成不可逆的破坏,同时对人体以及生态环境都会造成严重的损害。基于气体爆炸动力学理论研究,本文主要使用CFD软件对甲烷预混气云爆炸的超压特性进行了数值模拟
中间介质气化器作为LNG-FSRU再气化系统的关键传热设备,其设备能否高效、稳定的运行,是决定FSRU能否在深海环境正常投产运行的主要因素。本文以中间介质气化器为研究对象,建立了中间介质气化器的传热模型,进行了换热设计和换热校核计算,分析了工质运行参数变化对换热的影响;同时自主设计和搭建了海工况中间介质气化器实验系统,研究了晃动对中间介质气化器的影响;基于实验和数值模拟对中间介质气化器内部结构进行
酶是一类具有高效催化能力的生物大分子,被广泛应用于生物医药、食品卫生、化学工程等领域。但是天然酶的应用仍存在很多限制,如生产成本高、稳定性差、储存困难等,因此许多研究人员致力于开发性能优良的模拟酶。随着超分子化学、主-客体化学等新理论的提出,加速了模拟酶体系的发展,超分子酶模拟酶这一新的研究领域被广泛关注。卟啉类模拟酶是一类传统的模拟酶,广泛应用于光动力治疗、仿生催化等领域,其中金属卟啉因其稳定的
微电网是分布式电源接入配电网的有效方式,能增强分布式电源消纳能力和供电可靠性。低压微电网中,分布式电源经逆变器和馈线连接到交流母线上。在孤岛状态下,并联逆变器间存在环流和功率分配不均的问题。引入虚拟电阻可有效抑制环流和改善功率分配,但是会导致逆变器电压偏差。另外,逆变器采用的下垂控制会造成输出电压和频率的偏移。因此,本文针对孤岛低压微电网的逆变器功率分配和电能质量问题开展研究。首先,根据阻感比高的
钛硅分子筛TS-1具有优异的择形催化氧化性能,并且TS-1/H2O2的催化氧化体系具有零污染的绝对优势,因此广泛应用于众多环境友好型工艺过程。传统水热法合成TS-1分子筛采用昂贵的四丙级氢氧化铵为模板剂,限制了其工业化发展。同时,廉价体系合成的TS-1分子筛具有晶粒尺寸大,骨架钛含量低等缺点,限制了其催化性能。此外,工业HPPO法制环氧丙烷工艺通常采用固定床反应器,存在放热剧烈,导致反应温度不易调