【摘 要】
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论文的主要研究目的有两个:（1）结合日益严峻的工业应用环境的需要,制备了兼具传统陶瓷和金属优点的多孔TiVAlC和Mo2Ti2AlC3材料;（2）结合氢能源作为一种被公认的新兴能源的背景,通过对多孔TiVAlC材料进行选择性刻蚀成功制备了类石墨烯TiVCTx（Tx=OH,O,F）多孔材料,并结合表征和分析方法对其及其复合产物的析氢性能进行了系统的研究。工作具体的实验方法和结果如下:分别以TiH2、
【基金项目】
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武汉轻工大学杰出青年基金项目（2018J05）； 国家自然科学基金项目（51704221）；
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论文的主要研究目的有两个:（1）结合日益严峻的工业应用环境的需要,制备了兼具传统陶瓷和金属优点的多孔TiVAlC和Mo2Ti2AlC3材料;（2）结合氢能源作为一种被公认的新兴能源的背景,通过对多孔TiVAlC材料进行选择性刻蚀成功制备了类石墨烯TiVCTx（Tx=OH,O,F）多孔材料,并结合表征和分析方法对其及其复合产物的析氢性能进行了系统的研究。工作具体的实验方法和结果如下:分别以TiH2、V、Al、石墨和TiH2、Mo、Al和石墨混合粉末为原料,基于反应合成法,真空烧结制备了孔隙结构可控的TiVAlC和Mo2Ti2AlC3多孔材料。运用差示扫描量热法（DSC）、X-射线衍射分析（XRD）、表面形貌分析（SEM）、背散射（BSE）、孔径测试、泡点法以及阿基米德法等手段考察了 Al含量和反应过程中的烧结温度对孔隙结构和最终所得样品纯度的影响,并深入探讨了反应过程的造孔机理。通过失重法测试了 TiVAlC和Mo2Ti2AlC3多孔材料的在NaOH（氢氧化钠）和H2SO4（硫酸）中的耐腐蚀性能,并结合X射线光电子能谱（XPS）和X射线能谱分析（EDS）对氧化产物进行了表征。此外还通过拉伸实验测试了烧结温度对TiVAlC和Mo2Ti2AlC3多孔材料的抗拉强度的影响。以TiVAlC多孔材料为基体,选用溶剂刻蚀法,制备类石墨烯TiVCTx（Tx=OH,O,F）多孔材料。综合运用电化学测试技术和XRD、SEM、XPS、EDS、透射电子显微镜（TEM）等表征分析形貌、物相结构及析氢性能,探讨纳米尺度结构下的析氢作用机理。结果表明:（1）当铝含量为1.3 mol且烧结温度达到1300℃时,TiVAlC多孔材料纯度最高,当铝含量为1.2 mol且烧结温度达到1500℃时,Mo2Ti2AlC3多孔材料纯度最高;（2）Ti VAlC多孔材料在NaOH中的抗腐蚀性能强于在H2 SO4中的,而Mo2Ti2AlC3多孔材料在H2SO4中的抗腐蚀性能强于在NaOH中的。且随着烧结温度的升高,TiVAlC和Mo2Ti2AlC3多孔材料的抗拉强度均逐渐增强,TiVAlC多孔材料的抗拉强度在1300℃时达到105.06 MPa,Mo2 Ti2AlC3多孔材料的抗拉强度在1500℃达到143.76 MPa;（3）TiVCTx多孔材料自身的析氢性能一般,而通过与泡沫镍的复合,所得产物TiVCTx/NF在0.5 mol/L的H2SO4中的析氢性能显著增强,其塔菲尔斜率为116 mV/dec,在10 mA·cm-2的电流密度下的析氢过电位为151 mV。
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