《氧化鎢形貌調控、碳化及性能》從材料科學的角度,以通俗易懂的語言,全面系統(tǒng)地歸納和總結了作者多年來在氧化鎢形貌調控、碳化及性能研究方面取得的重要成果。主要內(nèi)容包括:氧化鎢形貌調控、制備和結構表征,氧化鎢碳化、表面碳層剝離及其電化學性能研究。該書具有較強的技術性和理論性,內(nèi)容新穎、豐富、實用。
《氧化鎢形貌調控、碳化及性能》可供材料科學與工程、材料物理與化學、能源材料化學、粉末冶金等領域的工程技術人員、科研工作人員閱讀,也可供大中專院校相關專業(yè)師生學習參考。
氧化鎢是制備碳化鎢的前驅體,要得到納米結構碳化鎢,必須對納米結構氧化鎢進行碳化還原,而碳化還原反應一般是在較高的碳化溫度下進行的,采用較大尺寸的氧化鎢,得到的碳化鎢尺寸必然更大。所以制備具有特殊形貌、小尺寸與較高比表面積的氧化鎢是制備具有特殊形貌、小尺寸與高比表面積碳化鎢的前提。
碳化鎢因具有導電性、類鉑催化活性和抗氧化性等特點,有望替代貴金屬催化劑,被廣泛應用于水電解、燃料電池、硬質合金等領域,屬于國際前沿研究領域。然而高溫制備過程中碳化鎢表面易堆積厚厚的積碳,雖然其電化學穩(wěn)定性在一定程度上得到了增強,但積碳本身易被氧化,且碳化鎢表面活性位點易被遮蓋,導致其催化活性受到極大抑制,難以充分發(fā)揮其結構特性優(yōu)勢。近年來,通常采用在碳化氣體中引入氫氣以減少積碳的過量堆積;或引入有催化性能的二硫化鎢作為鎢源以催化碳膜生長等方法,來調控碳化鎢表面碳狀態(tài)。雖然催化活性和穩(wěn)定性有一定提升,但鎢/碳比例較難控制、合成過程較復雜、危險系數(shù)和制備成本均較高,未能充分發(fā)揮碳化鎢表面碳層自身組成和結構特點,在一定程度上造成高價值資源的浪費。如何在制備碳化鎢的同時提高其表面碳層的石墨化程度是國內(nèi)外學者高度關注的熱點和難點。
作者長期從事納米氧化鎢/碳化鎢/碳材料的可控制備及其在新能源電化學領域的應用研究,主持并參與了多項國家級科研項目,獲得授權發(fā)明專利多項,并實現(xiàn)專利成果轉化,發(fā)表了多篇國內(nèi)外高質量學術論文,得到相關領域讀者的普遍關注和認可。本書在氧化鎢形貌調控基礎上,通過揭示其碳化產(chǎn)物表面積碳到高性能石墨化碳的微觀結構轉化機制,為超薄碳層包覆其他過渡金屬碳化物(如碳化鉬、碳化鐵、碳化鈷等)的普適性制備及應用提供科學理論指導和方法借鑒。
本書共分7章。第1章是關于氧化鎢及其碳化產(chǎn)物研究現(xiàn)狀簡述。第2~4章是關于氧化鎢形貌調控制備和結構表征;第5章和第6章是關于氧化鎢碳化、表面碳層剝離及其電化學性能研究;第7章為總結與展望。書稿中涉及的所有彩色圖片需要通過掃描二維碼查看。
本書主要由江西理工大學清江學術文庫資助出版,在此表示誠摯的感謝。同時,也感謝國家自然科學基金地區(qū)項目(項目號:22062008)、江西理工大學清江青年拔尖人才支持計劃資助項(項目號:JXUSTQJBJ2020008)的共同資助。
由于作者的學識水平和經(jīng)驗閱歷所限,書中難免有不足之處,還懇請有關專家和廣大讀者給予批評、指正。
目錄1氧化鎢及其碳化產(chǎn)物研究現(xiàn)狀11.1氧化鎢的研究現(xiàn)狀11.2碳化鎢表面碳層的研究意義3參考文獻62碳納米管模板原位制備鎢酸及其脫水產(chǎn)物初探92.1概述92.2碳納米管模板的純化、無損傷分散及表征102.2.1碳納米管模板的純化及無損傷分散102.2.2碳納米管的宏觀與微觀形貌分析142.3鎢源前驅體的碳納米管模板法原位制備及表征162.3.1鎢源前驅體的模板法制備162.3.2鎢源前驅體的宏觀狀態(tài)分析172.4鎢源前驅體的脫水與結果分析192.4.1鎢源前驅體的熱分析192.4.2鎢源前驅體及其脫水產(chǎn)物