用电化学阶梯边精饰法和氧化铝模板法合成钯镍和钯银合金纳米线阵列,研究合金纳米线阵列的电沉积机理及制备工艺,用合成的纳米线阵列进行吸氢动力学和氢传感机理研究。应用脉冲形核慢速生长的过程控制纳米线尺寸,使纳米线直径分布均匀,提高合成纳米线阵列的成功率。研究电化学AAO模板合成的纳米线阵列的平行转移和提取问题,研究对模板孔径的影响因素。研究钯合金纳米阵列的微观结构与性能之间的关系。采用钯镍、钯银合金纳米线阵列作氢传感敏感材料,可以避免应用纯钯材料制作的氢传感敏感材料在较高浓度的氢环境中发生氢鼓泡而失效的缺陷,提高室温吸氢可逆性、快速响应能力和抗硫化氢毒化的能力。本项目研究纳米线合金材料制备技术,是纳米金属材料研究新课题,具有很深的理论意义和实际应用价值。研究钯合金纳米线氢传感机理,为研究开发一种高效、灵敏和可靠的纳米氢传感器提供理论依据,为实现氢能利用中氢遗漏的安全监测,提供可靠的技术保证。
钯合金纳米线氢传感器能够克服纯钯纳米线在高浓度下不可逆吸氢的缺陷,具有更大的实用价值和广阔的应用前景。本项目研究钯合金纳米线的电沉积液配方和制备工艺,提出了在高定向石墨表面和AAO模板上电沉积钯合金纳米线的机理以及吸氢动力学规律。应用三脉冲电势法已经制备出了长度为300-500 um,直径为50-300 nm含镍8-15 %的钯镍合金纳米线阵列。采用恒电势脉冲氧化和成核,恒电流脉冲生长的改进"三脉冲"新方法同样可以制备出连续、分离、平行和含银15-25%的钯银合金纳米线阵列。钯合金纳米线以<111>型为主的合金相组织结构,合金化程度高。硫醇自组装不会改变阴极的沉积电势,但硫醇的吸附降低了钯、银的交换电流密度,增加了电极反应的不可逆性。硫醇自组装电沉积钯银合金纳米线有利于一维方向生长,合成更精细的纳米线阵列。用AAO模板在-0.6 V--0.8 V的恒电势下或在电流密度在0.6-1.0 mA/cm2之间的恒电流下,能够得到镍含量在8-15 %的钯镍合金纳米线阵列。在2.0-3.0 mA/cm2的恒定电流密度下,能够得到银含量在15-25 %之间的钯银合金纳米线。