纳米多孔锌铜合金的制备开题报告
2022-01-12 22:43:53
全文总字数：3608字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
选题目的：本课题拟通过cu-zn二元合金的去合金化制备出纳米多孔结构。通过改变腐蚀液浓度与腐蚀时间获得不同纳米多孔锌铜成分比，研究去合金化条件与锌/铜成分比、纳米多孔结构、孔形貌之间的关系，并研究纳米多孔锌铜合金的吸附性能。
选题意义：多孔金属材料是近十几年内发展起来的新材料，它具有结构材料和功能材料的特性，是许多普通金属材料所无法具备的。它的开发是人类社会发展的必然趋势。有利环境保护的材料。突飞猛进的科学技术发展，使我们有能力从事新材料的研究和开发。同时，纳米多孔金属材料对一些环境污染物具有一定的吸附作用，综上所述，我们可以看出，多孔金属材料具有很好的开发前景和广阔的用途。二十一世纪多孔金属材料的研究和应用将会受到人们很大的关注。多孔金属材料还具有很好的电磁波吸收特性、对气体敏感特性等特点，所以它在通讯工程、环保工程等领域有广泛的应途。国内外研究现状
“纳米多孔金属”这个概念最先由美国sieradzki和newman于1990年正式提出。相比于传统金属材料，纳米多孔金属材料具有比表面积大、孔隙率高、抗疲劳、耐腐蚀、高强度、能量吸收性好等优势，被广泛应用于催化、生物过滤与分离、传感器、高性能光学薄膜、表面增强拉曼散射等领域，在燃料电池、电容器等新能源材料领域也有着巨大的应用前景。纳米多孔金属材料可根据其孔径尺寸的大小分为3类：孔径小于2 nm的为微孔，孔径大于50 nm的为大孔，孔径在两者之间的为介孔。近年来利用去合金化方法制备的孔隙尺寸小于100nm的纳米多孔金属材料由于比表面积高、密度低而具有特殊的物理、化学、机械性能,开拓了多孔金属材料新的应用领域 ,作为潜在的传感器和驱动器而受到国际材料学界的高度重视。
目前,国际上对去合金化的研究主要集中在以ag-au合金体系为主的均匀固溶体。一方面从相图上看ag-au在所有组成范围内形成单相无限固溶体,另一方面ag和au都为面心立方结构,两元素的点阵常数分别为0.40786nm和
2. 研究的基本内容
1.采用感应熔炼炉制备Cu20Zn80晶态合金铸锭，利用熔融纺丝制备出合金条带，通过酸性腐蚀液的去合金化处理获得纳米多孔锌铜结构。
2.借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段，研究腐蚀液浓度与腐蚀时间对纳米多孔合金中Zn/Cu成分比、结构、孔形貌的影响。借助紫外荧光分光光度计，研究纳米多孔锌铜合金对重金属离子、甲基橙的吸附效果。
| 序号 | 温度 | 时间 | 溶液配比 | 序号 | 温度 | 时间 | 溶液配比 |
| 1 | 65℃ | 6h | 2MHCL | 14 | 65℃ | 10h | 2MH3PO4 |
| 2 | 65℃ | 6h | 2MHCL 1MNH4CL | 15 | 65℃ | 10h | 2MH3PO4 1MCA |
| 3 | 65℃ | 6h | 2MHCL 1MCA | 16 | 65℃ | 10h | 2MHCL 2MCA |
| 4 | 65℃ | 6h | 2MHCL 2MCA | 17 | 65℃ | 10h | 2MH3PO4 2MCA |
| 5 | 65℃ | 6h | 2MHCL 2MNH4CL | 18 | 65℃ | 6h | 2MHCL 0.5MCA |
| 6 | 65℃ | 10h | 1MHCL | 19 | 65℃ | 6h | 2MHCL 0.25MCA |
| 7 | 65℃ | 10h | 1MHCL 1MCA | 20 | 40℃ | 10h | 2MH3PO4 0.5MCA |
| 8 | 65℃ | 10h | 1MHCL 2MCA | 21 | 40℃ | 10h | 2MH3PO4 0.25MCA |
| 9 | 65℃ | 10h | 1MHCL 1MNH4CL | 22 | 65℃ | 10h | 0.5MHCL 0.5MCA |
| 10 | 65℃ | 10h | 0.5MHCL 1MCA | 23 | 65℃ | 6h | 2MHCL 0.25MCA |
| 11 | 65℃ | 10h | 0.5MHCL 2MCA | 24 | 65℃ | 10h | 0.5MHCL 1MCA |
| 12 | 65℃ | 10h | 1MH3PO4 | 25 | 65℃ | 10h | 1MHCL 1MCA |
| 13 | 65℃ | 10h | 1MH3PO4 1MCA |
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3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案：首先阅读并参考相关文献，了解目前关于纳米多孔锌铜合金在国内外最新的研究现状，然后准备好实验所需的器材与试剂；接着开始制备实验样品并作相关记录；最后对实验样品的性能测试，其中包括纳米多孔锌铜合金对甲基橙溶液的吸附性能测试、xrd以及sem结构分析。
进度安排：2019.3.1-2019.3.5,查阅相关文献，为制备实验样品提前准备好各种实验试剂等；
2019.3.6-2019.4.1，通过去合金化法（选择性腐蚀法）来制备纳米多孔锌铜合金，控制溶液中酸的浓度配比与反应时间来获得结构与孔径不同的纳米多孔锌铜合金，
4. 参考文献
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egle t, barroo c, janvelyan n,. asc applied materials and interfaces, multiscale morphology of nanoporous copper made from intermetallic phases, 2017, 9, 25615-25622.
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r. mao, s. liang, x. wang, q. yang, b. han. effect of preparation conditions on morphology and thermal stability of nanoporous copper. corrosion science. 69 (2012): 231-237.
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李捷 (2016). 纳米多孔铜/铜氧化物复合材料的制备、性能及机理研究, 济南大学. 硕士: 95.
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