納米多孔鉑基金屬材料的脫合金法制備及其工藝研究.pdf

1、納米多孔金屬材料具有納米尺度的孔隙與韌帶，兼具納米多孔材料和和金屬材料兩者的特點(diǎn)和優(yōu)異性能，又因?yàn)檫@種材料的比表面積相比其它材料而言高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，在光學(xué)、化學(xué)、物理等等方面應(yīng)用存在相當(dāng)大的應(yīng)用價(jià)值，而且在傳感、催化、激發(fā)等領(lǐng)域已經(jīng)被人們廣泛應(yīng)用，并且取得了相當(dāng)大的成果。那么制備納米多孔金屬材料的方法也是至關(guān)重要的，其中脫合金法即去合金化在經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展中得到了科研工作者們?cè)絹?lái)越多的重視。
　　本文采用熔煉、吸鑄與軋制相結(jié)合

2、的方法，成功制備出了厚度為毫米量級(jí)的片狀前驅(qū)體合金，包括Cu99.99Pt0.01、Cu99.9Pt01、Cu99Pt1、Cu98Pt2、Ni99Pt1（原子配比at.％）。然后把前驅(qū)體合金在一定條件下浸泡于一定濃度的酸溶液中進(jìn)行脫合金處理，制備Pt基納米多孔金屬或雙金屬材料。腐蝕產(chǎn)物的宏觀形貌基本與前驅(qū)體合金保持一致，即能維持基本的片狀形態(tài)。采用X射線衍射，掃描電子顯微鏡，能量色散光譜儀等手段對(duì)前驅(qū)體合金以及脫合金產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)試和表征。

3、采用單一變量法控制前驅(qū)體合金成分、脫合金溶液的濃度以及前驅(qū)體薄片厚度這幾個(gè)因素，用來(lái)研究這些因素對(duì)脫合金過(guò)程和腐蝕產(chǎn)物在宏觀和微觀上的影響。
　　經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，本文中Cu-Pt系列前驅(qū)體合金薄片由單一的Cu相組成，Pt以固溶的形式存在于Cu晶格中。Ni-Pt系列前驅(qū)體合金薄片由單一的Ni相組成，Pt同樣以固溶的形式存在于Ni的晶格之中。Cu99.99Pt0.01前驅(qū)體合金薄片在較低濃度酸性溶液中呈惰性，基本無(wú)法脫合金化，在較高濃度

4、溶液中才能完全脫合金化。Cu-Pt系列其他前驅(qū)體合金較低濃度的酸性溶液中均能夠完全脫合金化，制備出納米多孔結(jié)構(gòu)的PtCu材料。隨著Cu-Pt系列前驅(qū)體合金中Pt含量的增加，腐蝕產(chǎn)物維持宏觀形態(tài)的能力越來(lái)越強(qiáng)，制備的納米多孔PtCu金屬結(jié)構(gòu)中韌帶尺寸在逐漸縮小，并且得到具有不同微觀結(jié)構(gòu)的納米多孔材料。該結(jié)果說(shuō)明前驅(qū)體合金成分是脫合金過(guò)程以及腐蝕產(chǎn)物宏觀和微觀結(jié)構(gòu)的重要影響因素之一。對(duì)Ni99Pt1在不同酸性溶液中的脫合金行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)

5、當(dāng)溶液濃度越來(lái)越大時(shí)，前驅(qū)體合金薄片越來(lái)越難以維持宏觀片狀形態(tài)。在不同濃度的脫合金溶液中，樣品的微觀結(jié)構(gòu)差異也較大。該結(jié)果說(shuō)明溶液濃度是影響脫合金過(guò)程和納米多孔微觀結(jié)構(gòu)的重要因素之一。調(diào)整Ni99Pt1前驅(qū)體合金薄片厚度，能夠得到宏觀結(jié)構(gòu)差異不大的腐蝕產(chǎn)物，但其微觀結(jié)構(gòu)及尺寸均隨著前驅(qū)體合金厚度的變化而變化，該結(jié)果說(shuō)明前驅(qū)體合金薄片厚度是影響脫合金過(guò)程和納米多孔微觀結(jié)構(gòu)的重要因素。研究Zr99Pt1的脫合金產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)，與Cu-Pt、Ni-