1. Wat is een nanoporeus metaalmateriaal?
Nanoporeuze metalen (NPM) vormen een klasse metalen met onderling verbonden ligamenten (positieve kromming) en nanoporeuze kanalen (negatieve kromming), waarvan de porositeit minimaal 50% bedraagt. De submicroporiën (waaronder microporiën, mesoporiën en macroporiën met een diameter van 50-1000 nm) leveren een aanzienlijke bijdrage aan het specifieke oppervlak van het schuim. Zoals weergegeven in figuur 1, moet de poriegrootte nanometers zijn!
Classificatie van poreuze materialen van verschillende groottes (van links naar rechts, oplopend in grootte)
Over het algemeen verloopt de synthese van poreuze nanometalen voornamelijk via top-down chemische corrosiedealloying en elektrochemische dealloying, en kan ook worden bereid via bottom-upsynthese met behulp van de templatemethode. Hier bespreken we voornamelijk de bereidingsmethode van dealloying voor de bereiding van poreuze metalen. Voor sommige elementen die vaak worden gebruikt en gedealloyeerd, moeten de twee componenten/meerdere componenten die voor dealloying kunnen worden gebruikt, aan de volgende punten voldoen: 1. De evenwichtspotentiaal tussen de componenten moet aanzienlijk verschillen; 2. De gehalteverhouding van de componenten is beperkt; 3. Er kan één vaste oplossingsfase worden gevormd.
IUPAC Periodieke Tabel van Elementen, rode en blauwe vakjes zijn veelgebruikte metaalelementen
Bovendien kan de nanoporieverdeling van nanoporeuze metalen uniform of niet-uniform zijn; beide komen in de meeste gevallen voor. De kristallografische oriëntatie en kristaldefecten van nanoporeuze metalen zijn echter afhankelijk van de microstructuur van de legeringsprecursoren en het dealloyeringsproces. Dankzij de unieke microstructuur kunnen nanoporeuze metalen tegelijkertijd de eigenschappen van metalen en nanogestructureerde materialen vertonen, en hun structuren zijn nauw verwant aan de elektrische, magnetische, optische, mechanische, katalytische en elektrokatalytische eigenschappen.
a) TEM van np-AuAg, b) 3D-reconstructiemodel
2. Wat zijn de microscopische eigenschappen van nanoporeuze metalen?
In theorie kunnen een of meer van de volgende drie mechanismen van invloed zijn wanneer een metaal bij voorkeur oplost.
(1) Beide metalen worden geïoniseerd, waarna het edelmetaal opnieuw wordt afgezet;
(2) Alleen het basismetaal wordt geïoniseerd en komt in de oplossing terecht, terwijl de atomen van het edelmetaal door oppervlaktediffusie worden samengevoegd;
(3) Alleen het basismetaal ioniseert en komt in de oplossing, en de atomen van de twee metalen bewegen in de vaste fase door bulkdiffusie.
Geplaatst op: 14-02-2022
