微納米功能材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，微納尺寸的功能材料因具有獨特的化學（催化、吸附、抗?jié)櫇瘢⑽锢恚?、電、磁、光、聲、熱）以及生物功能，已成為信息技術、能源技術、生物技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料，同時也對改造一些傳統(tǒng)產業(yè)如化工、建材等起著重要作用。因此研究、發(fā)展微納米功能材料對國家科學技術的進步具有重大推動作用。目前，微納米功能材料的制備方法豐富多樣，根據(jù)不同應用功能采用不同的制備方式。本文針對微納米功能材料的化學功能及應用，并基于其現(xiàn)階段制備方法繁

2、瑣、復雜、成本高的現(xiàn)狀，開發(fā)了簡單、快速、低成本的方法，制得具有優(yōu)良化學性能的微納米功能材料，并將其應用于抗污自清潔、電催化析氫領域，同時對其微納米結構及相關性能進行了詳細的表征。具體研究內容如下：
　?。?）抗污超疏水自修復PMMA/ZNO/STA涂層的制備及性能研究。近年來，由于其獨特的自修復性能和廣泛的工業(yè)應用價值，超疏水自修復涂層的研究已備受關注。采用一步噴涂法制得超疏水自修復聚甲基丙烯酸甲酯/硬脂酸鋅/硬脂酸（PMMA/

3、ZNO/STA）涂層，其水接觸角高達158o，滾動角約為1o，顯示出優(yōu)異超疏水抗?jié)櫇裥?。電鏡表征表明超疏水涂層具有粗糙的微納米結構，但經過酸雨沖刷后，表面粗糙結構被破壞，變得相對平坦光滑，涂層接觸角降至134o；有趣的是，經水浸泡一段時間，涂層又恢復超疏水性。穩(wěn)定性測試試驗表明超疏水自修復涂層具有良好的長久穩(wěn)定性、耐水性、耐紫外光照射等，為其在戶外應用提供保障。簡單、環(huán)保、低成本的制備方法及可快速噴涂于各類大型基材的特性，有效的拓寬超疏

4、水自修復涂層的實際應用。
　　（2）高效穩(wěn)定析氫催化電極Co/CoP-NF的制備及性能研究。開發(fā)高效電解水制氫的催化電極已成為解決能源危機和環(huán)境問題的有效策略。儲量豐富的過渡金屬磷化物因其獨特的化學性質，被越來越多的用來制備析氫催化電極。本章，在室溫下利用一步電沉積法在泡沫鎳（NF）表面制備結晶/非晶的 Co/CoP膜層。在電解電流密度為10 mA·cm-2時，其析氫過電位為-35 mV，Tafel斜率為71 mV·dec-1，參

5、數(shù)與Pt相當，證明Co/CoP-NF電極具有高效的析氫催化性能。穩(wěn)定性試驗表明Co/CoP-NF電極具有良好的催化穩(wěn)定性。此外，討論了電沉積參數(shù)對電極的析氫催化性能的影響。這項研究為開發(fā)非貴金屬高效析氫催化劑提供一個有效的策略。
　?。?）高效穩(wěn)定三元Ni-Co-S析氫催化電極的制備及性能研究。三元析氫催化電極因各元素之間良好的相互協(xié)調作用，比二元電極顯示出更高效的析氫催化活性。在通過準確調節(jié)電化學沉積參數(shù)來控制析氫催化性能的基礎