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铜基贵金属合金低维纳米材料的制备与催化性质研究

作　者: 孙琦
导　师: 董相廷
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: 纳米合金 静电纺丝 纳米材料 纳米纤维 纳米带 催化性能
分类号: TQ340.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


纳米合金作为纳米材料的一个重要组成部分,具有纳米级材料的一般性质,同时由于它在光、电、磁、催化性能上体现出来的独特性能,使得纳米合金成为目前纳米材料的一个研究热点。在纳米合金材料中,Cu基合金由于Cu的导电性好、稳定性高、且价格低廉,因此引起了人们的广泛关注,目前Cu-W, Cu-Mo合金主要被用做导电散热元件、军用耐高温材料、电加工电极以及微电子材料等。为了更好的研究Cu基合金的性质,探索一种制备Cu基合金的方法是至关重要的。静电纺丝技术因其具有操作简单、高效和重复性高等优点,已成为制备一维纳米材料的重要方法之一。因此,采用静电纺丝技术制备Cu基合金低维纳米材料以及研究其性质是一个重要而有意义的研究课题。本文中首次采用静电纺丝法制备了CuWO4纳米纤维和纳米带,CuMoO4纳米片。并以静电纺丝技术与H2还原技术相结合的方法,制备了稳定的中间相WO2,MoO2,单质Cu,单质W以及Cu-W合金。通过XRD、SEM、气相色谱等现代材料测试分析技术对样品进行了表征。结果表明,CuWO4纳米纤维和纳米带属于三斜晶系,纳米纤维直径为200nm,纳米带宽度为0.75μm, CuMoO4纳米片属三斜晶系。中间相的WO2, M0O2属单斜晶系,单质Cu,W属立方晶系。Cu-W合金为颗粒结构。考察了CuO, CuO/WO3复合氧化物以及Cu-W合金对环己醇氧化为环己酮的催化性能。获得了一些有意义的研究结果,为进一步深入研究合金的制备和催化性质奠定了一定的基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-30
  1.1 纳米合金的制备与应用  10-17
    1.1.1 Cu-Al合金的制备与应用  10
    1.1.2 Cu-Pt合金的制备与应用  10-11
    1.1.3 Cu-Ni合金的制备和应用  11-12
    1.1.4 Cu-Pd合金的制备和应用  12-13
    1.1.5 Cu-Zn合金的制备和应用  13-14
    1.1.6 Cu-Sn合金的制备和应用  14-15
    1.1.7 Cu-Co合金的制备和应用  15
    1.1.8 Cu-Ag合金的制备和应用  15
    1.1.9 多金属合金的制备和应用  15-17
  1.2 Cu/W、Cu/Mo合金的进展和制备方法  17-27
    1.2.1 机械合金法  18-21
    1.2.2 均相沉淀法  21-22
    1.2.3 喷雾干燥法  22-24
    1.2.4 微波渗透法  24-25
    1.2.5 溶胶—凝胶法  25-26
    1.2.6 磁控溅射法  26-27
    1.2.7 离子束辅助沉积法  27
  1.3 静电纺丝理论研究进展  27-29
    1.3.1 静电纺丝技术国内外研究现状  28
    1.3.2 静电纺丝技术的基本原理  28-29
  1.4 本课题的研究目的和意义  29-30
第二章 化学试剂、实验仪器及表征方法  30-32
  2.1 主要化学试剂  30
  2.2 主要实验仪器  30-31
  2.3 表征方法  31-32
    2.3.1 场发射扫描电子显微分析  31
    2.3.2 能量色散谱分析  31
    2.3.3 X射线衍射(XRD)分析  31-32
第三章 CuO纳米纤维的制备与表征  32-37
  3.1 概述  32
  3.2 CuO纳米纤维的制备  32-34
    3.2.1 实验流程图  32-33
    3.2.2 前驱体溶液的制备  33
    3.2.3 前驱体纳米纤维的制备  33
    3.2.4 CuO纳米纤维的制备  33-34
  3.3 结果与讨论  34-36
    3.3.1 XRD分析  34
    3.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 WO_3纳米纤维的制备与表征  37-42
  4.1 概述  37
  4.2 WO_3纳米纤维的制备  37-38
    4.2.1 实验流程图  37-38
    4.2.2 前驱体溶液的制备  38
    4.2.3 前驱体复合纤维的制备  38
    4.2.4 WO_3纳米纤维的制备  38
  4.3 结果与讨论  38-41
    4.3.1 XRD分析  38-39
    4.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  39-41
  4.4 本章小结  41-42
第五章 MoO_3纳米片的制备与表征  42-46
  5.1 概述  42
  5.2 MoO_3纳米片的制备  42-43
    5.2.1 实验流程图  42-43
    5.2.2 前驱体溶液的制备  43
    5.2.3 前驱体复合纤维的制备  43
    5.2.4 MoO_3纳米片的制备  43
  5.3 结果与讨论  43-45
    5.3.1 XRD分析  43-44
    5.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  44-45
  5.4 本章小结  45-46
第六章 CuWO_4纳米纤维和纳米带的制备与表征  46-55
  6.1 概述  46
  6.2 CuWO_4纳米纤维的制备  46-47
    6.2.1 实验流程图  46-47
    6.2.2 前驱体溶液的制备  47
    6.2.3 前驱体复合纤维的制备  47
    6.2.4 CuWO_4纳米纤维的制备  47
  6.3 结果与讨论  47-50
    6.3.1 XRD分析  47-48
    6.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  48-50
  6.4 CuWO_4纳米带的制备  50-51
    6.4.1 实验流程图  50
    6.4.2 前驱体溶液的制备  50-51
    6.4.3 前驱体复合带的制备  51
    6.4.4 CuWO_4纳米带的制备  51
  6.5 结果与讨论  51-54
    6.5.1 XRD分析  51-52
    6.5.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  52-54
  6.6 本章小结  54-55
第七章 CuMoO_4纳米片的制备与表征  55-60
  7.1 概述  55
  7.2 CuMoO_4纳米片的制备  55-56
    7.2.1 实验流程图  55-56
    7.2.2 前驱体溶液的制备  56
    7.2.3 前驱体复合纤维的制备  56
    7.2.4 CuMoO_4纳米片的制备  56
  7.3 结果与讨论  56-59
    7.3.1 XRD分析  56-57
    7.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  57-59
  7.4 本章小结  59-60
第八章 CuO/WO_3复合纳米纤维的制备与表征  60-65
  8.1 概述  60
  8.2 CuO/WO_3复合纳米纤维的制备  60-62
    8.2.1 实验流程图  60-61
    8.2.2 前驱体溶液的制备  61
    8.2.3 前驱体复合纤维的制备  61-62
    8.2.4 CuO/WO_3复合纳米纤维的制备  62
  8.3 结果与讨论  62-64
    8.3.1 XRD分析  62
    8.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)  62-64
  8.4 本章小结  64-65
第九章 Cu-W合金的制备与催化性质的研究  65-72
  9.1 概述  65
  9.2 金属Cu,W,Mo的制备  65-67
    9.2.1 实验装置  65
    9.2.2 金属的制备  65-66
    9.2.3 三种金属的XRD表征  66-67
  9.3 Cu-W合金的制备  67-69
    9.3.1 实验装置  67
    9.3.2 合金的制备  67
    9.3.3 结果与讨论  67-69
  9.4 CuO/WO_3与Cu-W合金催化性质的研究和比较  69-70
    9.4.1 实验装置  69-70
    9.4.2 实验流程  70
    9.4.3 结果与讨论  70
  9.5 本章小结  70-72
结论  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-81
附录  81

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 一般性问题 > 生产工艺 > 纺丝
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