鎳多孔結(jié)構(gòu)中微納米粒子的燒結(jié)與腐蝕.pdf

1、多孔金屬材料不僅擁有金屬材料的導(dǎo)電性強(qiáng)、強(qiáng)度高、韌性好等金屬特性，還具備了體積密度低、比表面積高等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)良的特性使多孔金屬材料得到了廣泛的應(yīng)用。其中多孔鎳在催化領(lǐng)域可作為催化劑或載體，在鋰空氣電池、超級(jí)電容器等能源領(lǐng)域可作為電極載體，在過濾分離行業(yè)可用于氣-固分離等應(yīng)用使其成為研究的熱點(diǎn)。多孔金屬材料的制備方法多樣，但都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，將多種制備方法結(jié)合可以更好地控制多孔材料的制備過程和孔結(jié)構(gòu)。
　　本文分別以微米粒子和納

2、米粒子為原料，采用燒結(jié)法和腐蝕造孔法相結(jié)合的方法來制備多孔鎳金屬材料。鎳和鋁納米粒子采用直流電弧氫等離子體法制備，并用TEM、XRD等方法進(jìn)行表征，對(duì)于多孔體采用SEM、XRD、DTA、BET等表征方法進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.7％的Ni/Al納米粒子，在氬氣保護(hù)的條件下800℃燒結(jié)的產(chǎn)物為NiAl金屬間化合物，形成的孔結(jié)構(gòu)呈融化不規(guī)則狀;而同樣成分的微米粒子燒結(jié)產(chǎn)物為Ni2Al3，形成Al微米粒子消耗坍陷的孔結(jié)構(gòu)。

3、單一的燒結(jié)方法可以形成孔結(jié)構(gòu)，而輔以化學(xué)腐蝕法則使孔結(jié)構(gòu)更具可控性。燒結(jié)溫度、腐蝕條件是決定孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素，經(jīng)過500℃燒結(jié)并利用NaOH溶液腐蝕的納米粒子Ni/Al燒結(jié)體可以獲得納米多孔鎳金屬材料，其孔徑在幾十至幾百納米，比表面積為18.948m2/g，相同條件下的微米粒子Ni/Al燒結(jié)體可以獲得均勻的、平均孔徑約為40μm的圓孔結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)多孔鎳制備過程中的燒結(jié)行為和腐蝕行為進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)納米粒子Ni/Al燒結(jié)體的體積膨脹率低