鎳金雙元金屬納米顆粒的化學(xué)制備及熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、與單質(zhì)金屬納米材料相比，雙元金屬納米材料具有獨(dú)特的選擇性、光學(xué)性、催化活性及磁性等，這在能源、化工、生物醫(yī)學(xué)上都有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。因此在納米材料領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)具有特殊性能和結(jié)構(gòu)的雙元金屬納米合金，成為了研究的熱點(diǎn)。隨著雙元金屬納米材料的研究取得的不斷進(jìn)展和突破，越來越多的具有不同組分、不同形貌、不同結(jié)構(gòu)的納米合金已經(jīng)成功制備。鑒于已有雙元金屬納米材料的合成方法與技術(shù)之上，本文以鎳金雙元金屬納米粒子(NiAu)為研究對(duì)象，對(duì)NiAu的制備、

2、微結(jié)構(gòu)表征、熱穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、本論文主要采用液相連續(xù)還原法，在一個(gè)溫和的化學(xué)回流體系中制備NiAu，以油胺為溶劑和還原劑，適當(dāng)調(diào)控金屬前驅(qū)物(Ni(acac)3和H[AuCl4]?4H2O)比例，在適時(shí)的反應(yīng)溫度下，順序添加金屬前驅(qū)物制備紡錘體納米顆粒。同時(shí)通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，調(diào)控動(dòng)態(tài)參數(shù)，研究此合成體系中存在的影響因素(反應(yīng)物比例，反應(yīng)溫度，升溫速率及調(diào)控表面活性劑)。研究結(jié)果表明這些因素都在很大程

3、度上影響樣品最終的分散性和均勻性。
　　2、采用原位掃描透射電子顯微技術(shù)（STEM）在原子級(jí)分別研究了NiAu紡錘體狀納米結(jié)構(gòu)在氧化和真空中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱退火下結(jié)構(gòu)演化行為。研究發(fā)現(xiàn)NiAu納米結(jié)構(gòu)在氧化過程中發(fā)生多層結(jié)構(gòu)重構(gòu)，形成Ni@Au@NiO多層結(jié)構(gòu)。在原位真空條件退火過程中，NiAu納米結(jié)構(gòu)演化可分為四個(gè)階段：(1).Ni納米基體多晶化；(2).Au原子的晶面選擇性表面偏析；(3).Ni基體單晶化重結(jié)晶；(4).Au組

4、分延Ni基體表面的擴(kuò)散外包形成核殼結(jié)構(gòu)。
　　3、將球差校正的STEM技術(shù)同DFT計(jì)算相結(jié)合，在連續(xù)三種不同的條件處理下研究 NiAu納米顆粒的結(jié)構(gòu)演變動(dòng)力學(xué)過程。研究表明，氧化氣氛下Au原子促進(jìn)其臨近的吸附的O2分子解離并與Ni(111)表面原子鍵和形成NiO，同時(shí)促進(jìn) Au原子遷移擴(kuò)散行為，最終形成 Ni@Au@NiO多層結(jié)構(gòu)；氫還原過程促進(jìn)表面重構(gòu)，從而形成具有面心立方結(jié)構(gòu)的NiAu團(tuán)簇；在催化CO氧化過程中，熱激勵(lì)作用下，