Cu掺杂对FePt合金磁性和结构的影响

利用溶胶—凝胶法制备了(Fe Pt)100Cu0,(Fe Pt)95Cu5,(Fe Pt)90Cu10纳米颗粒.通过XRD、TEM、VSM等测试方法对样品的磁性及形貌结构进行了表征,并阐释了掺杂Cu元素对Fe Pt合金的影响.研究发现,Cu原子取代了Fe Pt合金中Fe或Pt原子的位置,但Cu掺杂并没有破坏有序相Fe Pt合金的结构.随着Cu掺杂浓度的提高,样品的矫顽力增大但是磁化强度减小.和未掺杂Cu的纯Fe Pt纳米颗粒相比,Cu的掺杂降低了Fe Pt的有序化温度,增加了样品的有序化程度.(Fe Pt)90Cu10纳米颗粒的矫顽力为7 050 Oe,而(Fe Pt)100Cu0纳米颗粒的矫顽力提高到了9 746 Oe.     

铂纳米粒子的制备及其功能化研究

Pt纳米粒子作为典型的贵金属催化剂,具有高效的催化性和选择性。但一般Pt纳米粒子容易产生聚集沉淀,从而限制了其进一步的应用。本文通过制备嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚-4-乙烯基吡啶(PEG-b-P4VP)胶束为模板,通过氯铂酸与吡啶基团的络合作用,氯铂酸将负载到胶束的核上,然后利用硼氢化钠(Na BH4)还原得到胶束负载的Pt纳米粒子。通过动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线能谱仪(EDS)等对胶束进行了表征。结果表明,Pt纳米粒子成功负载到胶束上。在此基础之上,加入5,10,15,20-四-(4-对磺酸基苯基)-锌卟啉(Zn TPPS),制备出同时负载Pt纳米粒子和Zn TPPS的PEG-b-P4VP/Pt/Zn TPPS复合胶束,对其进行了光谱表征和光学稳定性的测试。该复合胶束在光照产氢等领域有着重要的应用。     

表面Au修饰Pt纳米晶体电化学稳定性的第一性原理研究

利用密度泛函理论(DFT)对表面未/金修饰的截角八面体铂纳米粒子的电化学稳定性进行了对比研究。溶解电位计算结果表明:纯Pt纳米粒子的表面棱边位置配位高度不饱和,电化学稳定性较差;对于Pt_(177)Au_(24)、Pt_(141)Au_(60)和Pt_(135)Au_(66)三个表面金修饰的纳米粒子,发现Pt_(135)Au_(66)纳米粒子有更好的电化学稳定性且对其平整表面活性位点的催化性能没有影响。这些结果意味着以痕量Au表面掺杂提高Pt纳米粒子的电化学稳定性是可行的策略。     

合金纳米粒子生长形态的分子动力学模拟

选用Cu–Ag纳米粒子作为研究对象,采用分子动力学方法和嵌入原子模型模拟了将Cu原子注入到由Ag原子构成的纳米粒子的过程,研究了注入能量(10,30,50 e V)与纳米粒子结构的关系。采用共近邻分析技术对合金纳米的结构演变进行了研究。模拟结果表明:当入射原子动能为50 e V时,合金纳米粒子从截角八面体转变为二十面体结构。这种转变是因为入射原子与基底原子碰撞,促使系统温度升高。     

粒子群优化算法在Pt-Pd合金纳米粒子稳定结构优化中的应用

以Pt、Pd为代表的铂族金属在催化剂领域有着广泛的应用,其催化活性较其他金属具有无法比拟的优势,且PtPd合金纳米粒子相对于Pt及Pd单晶纳米粒子均具有更好的催化活性和选择性,研究它的稳定结构对进一步了解催化性能具有重要意义.基于改进粒子群算法和紧束缚二阶近似(TB-SMA)势能函数对不同尺寸、原子数目为1∶1比例的截角八面体Pt-Pd合金纳米粒子的结构稳定性进行了研究,结果表明:改进后的粒子群算法较之前性能得到了提升,能搜索到团簇的更低能量结构,即团簇粒子的更稳定结构;经过改进后,算法更好地克服了早熟收敛的缺点,并且算法的稳定性得到了进一步的改善.     

铝合金纳米粉末中相生成规律的初步研究

采用蒸发凝聚法制备了Al-M(M=Cu,Fe,Cr,Mn)合金纳米粉末,研究了粉末中的相生成规律.实验结果表明,纳米粉末的相组成及其相对含量主要是由母合金的成分决定的.在Al-Cu合金纳米粉末中生成的合金相有-θCuAl2,γ2-Al4Cu9,-βAlCu3,Cu在Al中的最大固溶度明显高于Al-Cu平衡相图上的值.在Al-Fe合金纳米粉末中生成了Al13Fe4和FeAl2相.在Al-Mn和Al-Cr合金纳米粉末中则分别生成了-βMnAl6,η2-Al8Mn5相和Al13Cr2,Cr9Al17相.纳米颗粒的组织和形貌与纯金属纳米粒子的差异很大.讨论了合金纳米粒子的形成机理.     

Pt-Pd合金纳米粒子在不同势能下的稳定结构分析

为研究Pt-Pd合金纳米粒子的稳定结构,进一步了解其催化性能,采用改进粒子群(PSO)算法并分别结合量子修正的Sutton-Chen(QSC)多体势和紧束缚二阶矩阵近似势(TBM),对具有不同尺寸和不同原子比例的高晶指数二十四面体Pt-Pd合金纳米粒子的结构稳定性进行对比研究.结果表明:QSC和TBM势函数下得到的原子分布趋势一致.当Pt原子比例较小时,两种势函数下的稳定结构都偏向于壳层结构的分布;随着Pt原子比例的增加,TBM势函数下的稳定结构呈类壳层结构分布,而QSC势函数的稳定结构呈核壳分布,其偏聚程度更高.     

Pt/纳米TiO2-CNT复合电极的制备及对甲醇的电催化氧化

通过电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和在恒电位-0.05V (vs. SCE)电沉积法制备Pt/nano TiO2-CNT电极.透射电镜 (TEM) 和X射线衍射 (XRD) 分析结果表明, 锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5-10nm) 和碳纳米管结合形成网状结构, Pt纳米粒子(粒径8-15 nm)均匀地分散在纳米TiO2/碳纳米管复合膜表面.通过循环伏安和计时电流测试表明, Pt/ nano TiO2-CNT电极具有高活性表面, 同时对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.24mg/cm2时, 常温常压下甲醇的氧化峰电流达到260mA/cm2.     

Au/Cu_(1.94)S/ZnS纳米复合物的制备及其光催化性能研究

在油胺中合成Cu1.94S/ZnS,并将其分散到乙醇溶液中在磁力搅拌下与金纳米粒子复合,制备了Au/Cu1.94S/ZnS三元纳米复合物,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等分析测试手段对所得产物进行表征,考察了在可见光下Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物对染料RhB的光催化降解性质.结果显示:Au/Cu1.94S/ZnS纳米复合物具有优异的光降解性能.     

Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu合金铸锭及其均匀化的微结构研究

采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)等技术研究Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu(7085型)合金铸锭及其均匀化的微结构。研究结果表明:该铝合金铸锭中主要结晶相为分布在晶界的网状Mg(Zn,Al,Cu)2相,晶内有少量微米量级球状和纳米量级条状的Al2Cu结晶相,此外,还有纳米量级Al2Cu和Fe-rich析出相;在均匀化过程中,Al3Zr粒子析出,Mg(Zn,Al,Cu)2相溶解消失,且部分转化成Al2CuMg相;当均匀化温度升高到470℃时,除Fe-rich相和Al3Zr粒子外,其他第二相都溶入基体;于400℃/12h+470℃/12h双级均匀化比于470℃/12h单级均匀化更有利于提高Al3Zr粒子析出的数量和改善其分布均匀性。     

Pt/CFMs电极的制备及其在甲醇电化学氧化中的性能研究

应用物理吸附乙二醇还原法将Pt粒子负载于静电纺丝法制备的碳纳米纤维膜上(CFMs),构建电极Pt/CFMs,并用循环伏安法和计时安培法研究了电极Pt/CFMs在甲醇电化学氧化中的催化性能.结果表明,与用滴涂法构建的Pt/C-CFMs电极相比,电极Pt/CFMs催化氧化甲醇时,具有较高的催化活性、较好的稳定性和较好的耐中间产物毒化的能力.Pt/CFMs电极较好的催化性能可归因于纤维膜内碳纤维的连续性、碳纳米纤维膜较高的电导率以及Pt粒子与碳纤维间的紧密接触,从而提高了Pt粒子的利用率.     

中空银纳米球的制备及其性能研究

新型的金属纳米粒子因为独特的由表面等离子体共振诱导(SPR)的光学性质和很多的潜在应用而受到社会广泛的关注。在具有SPR效应的贵金属纳米粒子中,中空纳米结构有一个很高的散射系数,其共振频率通过改变中空核的尺寸和壳的厚度可以很容易地被控制。本论文中拟采用电化学方法结合电偶置换法在高定向热解石墨(HOPG)及金膜表面制备不同尺寸具有中空结构的银纳米阵列,研究了中空银纳米阵列的局域表面等离子效应(L-SPR),为其在SPR定性和定量研究中的应用提供理论指导。     

添加合金元素Cu和Mn对锆合金中第二相的影响

以Zr-4为母合金,分别添加电解纯铜或电解金属锰,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的6种锆合金.用透射电子显微镜观察了合金中第二相的形貌,用EDS分析了第二相的成分,用SAD确定了第二相的晶体结构.添加Cu元素的合金中有3种第二相：Zr(Fe,Cr)₂粒子、Zr(Fe,Cr,Cu)₂粒子和含少量Fe或不含Fe的Zr-2Cu粒子;添加Mn元素的合金中只有1种Zr(Fe,Cr,Mn)₂第二相,且随着合金中Mn的质量分数从0.07%增加到0.35％,Zr(Fe,Cr,Mn)₂粒子中Mn元素的质量分数也升高.     

微波加热法所制Ag/Cu双金属纳米粒子的表征及其抗菌性能分析

以AgNO_3和Cu(CH_3COO)_2·H_2O为前驱体,PVP为分散剂,分别以乙醇和乙二醇为还原剂,采用微波加热法制备Ag/Cu双金属纳米粒子,利用XRD、TEM、XPS等技术对其进行表征,并分析反应温度、n(Ag~+)∶n(Cu~(2+))等因素对Ag/Cu双金属纳米粒子微观形貌及抗菌性能的影响。结果表明,以乙二醇为还原剂,当反应温度为169℃、n(Ag~+)∶n(Cu~(2+))为4∶1时,所制Ag/Cu双金属纳米粒子粒径小且分散均匀,粒子粒径在20~60nm范围内,并呈现出各种多面体结构,其对大肠杆菌具有良好的抗菌效果。     

单原子合金催化剂热稳定性的反应力场分子动力学研究

通过反应力场(ReaxFF)模型分子动力学模拟,研究了负载模型和掺杂模型单原子催化剂(分别记为M_1/Cu(111)和M_1@Cu(111),M=Pt,Ni,Ag,Fe)的热稳定性.模拟结果显示:对于M_1@Cu(111)掺杂模型,Pt(Ni,Fe)_1@Cu(111)的稳定性远高于Ag_1@Cu(111),温度大于500K时依旧可以保持稳定.而负载模型M_1/Cu(111)除了Fe_1/Cu(111)以外,其余模型在100～500K的温度范围中均无法保持稳定,单个金属原子会在Cu(111)表面迁移并相互聚集最终形成纳米颗粒.同时发现,随着温度的升高,Fe不同于其他金属单原子的烧结过程,会向亚表层扩散,进入合金体相.此外,还优化了Cu/Pt/H/O的力场参数,并研究了H_2气氛对单原子催化剂(SAA)催化剂模型表面稳定性的影响,发现H_2气氛的存在导致M_1@Cu(111)模型稳定性降低.理论模拟结果发现M_1/Cu(111)型SAA催化剂即使在低温下也不是一个很好的候选催化剂,而多数M_1@Cu(111)型催化剂在较高温度下依旧可以保持稳定.     

PDDA修饰纳米纤维素负载Pt复合物的制备及表征

以聚二甲基二烯丙基氯化铵修饰纳米纤维素(PDDA-CNCs)为载体,采用原位还原法在PDDA-CNCs载体上原位沉积Pt纳米粒子制备Pt/PDDA-CNCs复合物.利用X射线光电子能谱、Zeta电位、红外光谱、透射电镜和X射线衍射等测试方法对所制备样品的表面性质、形貌及晶型进行表征.分析结果表明,PDDA成功修饰到CNCs表明,Pt纳米粒子粒径均一且在PDDA-CNCs载体上分散性良好.     

纳米Pd-Ga/P(AAEM-St)复合材料的超声制备及表征

为了研究复合材料的形貌、结构、热稳定性及纳米粒子与基体P(AAEM-St)聚合物之间的相互作用。在不使用还原剂及乳化剂的条件下,超声辐射引发乳液聚合制备纳米钯镓/乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯-苯乙烯共聚物[Pd-Ga/P(AAEM-St)]复合材料。并采用XRD、FTIR、TEM、XPS和TG等分析方法对其进行表征。结果表明:在P(AAEM-St)基体中既存在合金Ga5Pd,又存在纳米钯和纳米镓粒子;镓失去部分电子,一部分流向钯生成合金Ga5Pd,一部分与聚合物基体产生相互作用;纳米钯、镓和钯镓合金粒子的存在对基体P(AAEM-St)的热学性能有一定影响。     

CocorePdshell/C核壳型纳米粒子电催化氧还原性能

应用胶体粒子模板法制备不同壳层厚度的CocorePdshell纳米电催化剂。TEM、XRD和EDS证实,CocorePdshell纳米粒子基本为球形,面心立方晶型(fcc)Pd成功包覆在纳米金属Co的表面,其中,Co1Pd2纳米粒子平均直径约10 nm且粒径分布较窄。动电位、交流阻抗、循环伏安及原位傅里叶变换红外反射光谱等电化学测试结果表明:与Pd/C相比,CocorePdshell/C纳米粒子对氧还原反应(ORR)的活性有明显的提高,甚至接近于Pt/C;抗甲醇能力非常优异,对甲醇氧化几乎无活性;不同壳层厚度催化剂中,以Co1Pd2/C催化剂的活性最高,在0.5 mol/L H2SO4中氧还原峰电流密度可达175.5 mA/mg,比Pt/C的要高出20 mA/mg。     

SiO_2包覆FePt磁性纳米颗粒的制备和其磁性能

分别以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)和氯铂酸(H2PtCl6.6H2O)作为Fe源和Pt源,硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂,通过化学还原法制备FePt纳米粒子.配制出OP-10/正丁醇/环己烷/浓氨水/的反相微乳液.采用反相微乳液法实现SiO2对FePt纳米粒子的硅层包覆.运用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对FePt@SiO2复合纳米粒子进行表征.结果表明:SiO2成功包覆在FePt表面,且磁性纳米复合粒子饱和磁化强度几乎不变,矫顽力趋近于零,仍显示超顺磁性.     

Pt/TiO2-xNx光催化剂的制备及其产氢活性研究

以四氯化钛(TiCl4)为原料,用溶胶凝胶法制备了纳米氮杂二氧化钛光催化剂(TiO2 xNx),并利用化学还原法在纳米TiO2 xNx 的表面负载了铂单质(Pt/TiO2 xNx).X射线衍射(XRD)结果表明,Pt/TiO2 xNx光催化剂为锐钛矿型结构,由紫外可见漫反射光谱显示催化剂的能隙与纯TiO2 不同,而与TiO2 xNx 相一致.产氢实验结果表明,Pt的负载可以明显提高光催化剂的产氢活性,并且催化剂的产氢活性与Pt的质量分数之间呈现双峰现象,当Pt的质量分数为0 05%和0 35%时,产氢活性分别达到极大值.研究结果表明,当Pt的质量分数为0 05%时,表面Pt粒子的大小约为10 nm且分布均匀,显示该尺度的Pt粒子对于催化剂的产氢活性有较大的促进作用.