去合金化过程中合金/溶液的界面行为及纳米多孔金属的形成研究

去合金化法(dealloying)是当前制备随机孔状结构纳米多孔金属的主要方法，但人们对于金属间化合物体系、复杂双相或多相体系的去合金化过程和纳米多孔金属的形成机理仍然缺乏足够的认识。本项目拟以Al基、Mg基合金为主要研究对象，利用实验和理论分析相结合的手段，找出不同合金体系去合金化过程中合金/溶液界面演化的内在规律，研究去合金化过程中合金/溶液界面处的钝化、溶解、表面扩散、形核和长大行为，明确体系的成分、相组成和微观结构、溶液的类型以及去合金化条件(如温度、电化学电位)等因素对去合金化过程中合金/溶液界面行为的影响和作用机制，揭示不同合金体系去合金化过程的物理微观机制，探明去合金化导致的纳米多孔金属的形成机理，进一步明确初始合金体系和纳米多孔金属微观结构之间的遗传联系。为新合金体系的开发和多功能纳米多孔金属的研制提供新的途径，为纳米多孔金属结构和功能的剪裁与设计提供实验和理论指导。

去合金化法(dealloying)是当前制备随机孔状结构纳米多孔金属的主要方法，但人们对于金属间化合物体系、复杂双相或多相体系的去合金化过程和纳米多孔金属的形成机理仍然缺乏足够的认识。本项目以Al，Mg基二元及多元前驱体合金为主要研究对象，系统研究了去合金过程中合金/溶液界面行为（表面扩散和溶解）以及相关的去合金机理。我们研究发现，过电位、电解质浓度和温度对表面扩散有重要影响，并且随着过电位、电解质浓度和温度的提高，表面扩散系数增加，表面扩散系数的对数与过电位呈线性相关性，而表面扩散系数和Cl-浓度成线性关系，随过电位和电解质浓度提高，激活能降低。发现第三组元加入，能有效抑制去合金化过程中惰性元素的表面扩散，导致具有超细孔结构纳米多孔合金的形成。进一步研究发现，纳米多孔合金由于良好导电性、独特三维孔状结构、高比表面，对甲醇等有机小分子氧化表现出优异的电催化性能。本项目结果为多功能纳米多孔金属的研制提供新的途径，为纳米多孔金属结构和功能的剪裁与设计提供实验和理论指导。