氢钨青铜应用于燃料电池阴极催化剂

提高低温型燃料电池的电极反应速度,关键在于阴极催化剂。阴极催化剂必须具有表面积大、稳定性好、活性高、不易中毒等优点。目前,大多数燃料电池的阴极催化剂主要是碳担载铂催化剂(Pt/C)或铂合金催化剂。直接甲醇燃料电池(DMFC)存在一个严重问题——"甲醇渗透",即甲醇从阳极穿过电解质膜进入到阴极,由于氧的还原和甲醇的氧化是同时进行的,并且甲醇氧化的中间产物还会使阴极催化剂中毒,严重降低了电池的库仑效率和电压效率。
 
此方法的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种对氧还原反应(ORR)有高选择性和高催化活性,并且在少量甲醇存在时,不但不影响氧的还原,甚至还能促进氧还原的直接甲醇燃料电池阴极催化剂。另一目的在于提供一种制备上述直接甲醇燃料电池阴极催化剂的方法,该制备方法操作简单,成本低且可控性强。
 
一种直接甲醇燃料电池阴极催化剂,是一种钨青铜铂基复合催化剂,其基本结构式为Pt-HxWO3(0<x≤l)。直接甲醇燃料电池阴极催化剂的制备方法,包括下述步骤:(1)将摩尔比为1:100〜1:20的氯铂酸与钨酸钠溶于酸度为0.5〜3molL的硫酸中,配成均匀的浅黄色溶胶;(2)将碳质材料置于所配制的溶胶中,在-0.2〜0.1V范围任设一电位值进行恒电位电沉积即制得所述基本结构式为Pt-HxWO3的铂基复合催化剂。此方法制备的阴极催化剂提高了催化氧还原的活性,又具有较好的稳定性,故复合催化剂Pt-HxWO3是一种良好的燃料电池阴极催化剂。此方法沉积制备催化剂工艺简单,操作方便,易于控制,室温条件下即可进行电沉积,因此催化剂的制备成本较低。

燃料电池
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三氧化钨制备二硫化钨润滑剂

二硫化钨是一种固体无机润滑材料。它的外观和理化性能与曾被誉为“润滑之王”的二硫化钙相类似。二硫化钨的物理化学性能以及其应用试验的结果表明,它不仅可以用于通常润滑条件下,而且可以用于一定的高温、低温、高负荷、高真空、有幅射线以及有腐蚀性介质等苛刻的工作环境中。它可以以粉末状态被单独使用,也可以与润滑油、润滑脂以及石墨、金属粉、塑料等物质混合制成复合材料使用。随着科学技术的发展,对润滑材料性能的要求也日益提高。为了解决某些润滑问题,二硫化钨也象其它一些新兴材料一样引起人们的注目。

尽管有许多制取二硫化钨的方法,但是有关其制取方法详尽资料还很缺少。以三氧化钨和硫化氢为原料制取高纯度二硫化钨的方法简单易行,产品质量容易保证。

三氧化钨与二硫化钨

制备方法如下:
原料:三氧化钨WO3;硫酸:20%水溶液;硫酸钠:20%水溶液。
(1)把一定量的三氧化钨装到料盘中,适当压实后,把料盘推送到管式反应器的中部,连接好导管,用石蜡或密封脂封闭各接口的缝隙,打开硫酸和硫化钠溶液贮瓶的出口阀,发生硫化氢气。
(2)硫化氢要从硫化氢发生器下游各容器的底部导入。待反应器出口的气体为非爆炸性气体(可用试管收集气体进行点火试验)时,连接上装有氢氧化钠溶液的尾气洗瓶。
(3)调整硫酸和硫化钠溶液的流量,使系统的压力维持在3.92~4.90kPa。接通电源,升温到指定温度,恒温一定时间,在通硫化氢的情况下自然降温到400℃,停止通入硫化氢。降到室温,取出样品。

在高温条件下,三氧化钨和硫化氢反应,可以制得化学组成式为WS1.98一WS2.12的质地均匀的二硫化钨。此方法简单易行,重复性好。

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钨铜薄板坯烧结过程研究

钨铜材料完美结合了钨高硬度、高熔点、高强度、低热膨胀系数以及优良的耐磨耐蚀性的优点和铜高塑性以及优良的导电导热性,并且其还具有一个其他材料难以具备的优势:就是由于钨和铜二者的熔点相差较大(钨为3380℃,铜为1083℃)约2000℃,在超过铜熔点温度下,铜发生蒸发气化带走大部分热量,使得基体能够保持良好的工作性能,因此其也被称为发汗热沉材料。随着如今电子器件发展趋向于小型化和高功率化发展,相关器件的发热和散热是一个必然过程,而钨铜合金所具备的优良性能能够满足大功率器件的散热需求,并且其还可以调节热膨胀系数,与微电子器件器件中不同的半导体材料进行很好的匹配连接,从而有效避免的热应力所引起的热疲劳破坏。因此,在一些大规模集成电路与大功率微波器件中钨铜合金薄板作为电子封装基板、散热片、连接件以及其他微电子壳体材料等方面有着较为广阔的而应用前景。

钨铜合金板作为电子封装材料时对理论密度有着较为严格的要求,一般要大于98%,厚度一般要求小于1mm,采用传统钨铜粉末冶金制造技术难以满足日益增多的性能需求。近几年来,相关的研究人员和学者研究了超细粉末制备、致密性工艺和合金成型技术等方面。对于钨铜合金薄板烧结过程,钨铜两相的表面润湿性对烧结致密化、合金组织与性能影响极大,而钨铜两相润湿性取决于烧结温度。通过实验可以发现,在1200℃烧结时,钨颗粒发生团聚,铜相并没有进入钨颗粒团中,在钨颗粒团和铜相之间存在很多细小的孔隙,这是说明在该温度下,铜相对钨颗粒的浸润性较差;当烧结温度升高到1300℃时,钨铜两相的浸润性提高,铜相能够浸入大部分团聚的钨颗粒之间,有利于孔隙的流动和钨颗粒发生重排,两相均匀分布,从而致密度大幅度提高。随着烧结温度的提高,这时会出现铜相的聚集,即铜池或铜洼现象,为钨颗粒间重新发生团聚并相互连接长大提供了条件,使钨铜合金在高温烧结阶段密度迅速增加。另外,通过结合非晶体粘性流动烧结理论分析,可以较为科学地论证钨铜合金薄板烧结的动力学特征。

钨铜薄板

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雾霾治理利器——三氧化钨脱硫催化剂

柴油脱硫又有新技术啦!近日,我国科学家研发出一种新型催化剂,在现有生产工艺和设备的基础上,可在温和的操作条件下生产硫含量符合国V标准要求的清洁柴油。目前,该催化剂已在20万吨/年柴油加氢装置上工业试运行成功。据研发者介绍,这种催化剂可应用于直馏柴油、直馏柴油与催化柴油混合柴油及催化柴油的超深度脱硫处理,可满足国V,以及未来国Vl柴油的硫指标要求。

脱硫催化剂和雾霾
 
雾霾是我国十三五期间生态环境治理的重点,而机动车辆尾气排放是导致雾霾的主要原因之一。我国颁布强制实施降低燃油含硫量的法规,并将于今年年底前执行硫含量低于10mg/kg的国V柴油标准。而柴油质量升级最经济简便的方法就是开发高效的加氢脱硫催化剂,从源头上控制硫的污染源。 
 
当然,当硫含量较高的油品已经流入市场中,就需要有相应的控制手段来治理它。我们知道,目前已经开发出频燃条件下使用催化剂和非贵金属催化剂——三氧化钨SCR脱硫催化剂,它的表面具有活性,可以催化氧化,促进二氧化硫的直接反应,加速碳酸钙的溶解,促进亚硫酸钙迅速氧化成硫酸钙,强化硫酸钙的沉淀,降低液气比,减少钙硫比,减少水分的蒸发。从而最大程度净化尾气中的二氧化硫以及其它有害气体。另外,由于三氧化钨能提升催化剂抗硫化、抗毒化、抗烧结等性能,从而提升催化剂的活性,提高脱硫效率,因而广泛的使用在脱硫催化剂中。
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真空镀膜用钨加热子的外形设计

钨加热子钨加热子主要的原料是钨丝。得益于它较高的熔点和较强的耐腐蚀性,广泛应用于真空镀金,铝等装饰物品。真空镀膜主要是通过物理方法制备薄膜材料的技术。该技术研发于20世纪30年代,一经推出就得到了广泛的运用。此项技术最先用于生产光学镜片,如航海望远镜镜片等。后延伸到其他功能薄膜,唱片镀铝、装饰镀膜和材料表面改性等。如手表外壳镀仿金色,机械刀具镀膜,改变加工红硬性。钨加热子可根据用途的不同,被绞合成单股或者多股的外形。

首先在设计加热子的表面时,要确保绞丝和热子的表面要干净,光亮,没有任何裂痕和可以看得见的沾染杂质,比如氧化物和拉丝润滑剂等。如果该产品表面附有杂质,会影响真空的卫生,还会阻止金属的自由蒸发率,这样以来就会降低其真空镀膜的效果。针对钨丝加热子的表面积设计,应该是秉持着尽量大的原则,但是这要在功率不变的前提下。面积的大小与蒸发率和蒸发速率是成正比的,面积越大,蒸发越快,而且对蒸镀的质量和铝的浸润流动性能具有直接的作用。如果是单股钨丝的话,应该要选择比较细的,其丝面的直径应该要在0.5~0.8mm之间。绞丝可以采用空心松绞。在设计螺旋内径的时候要考虑到是否能使铝多次插入,并且同时保证热量能有效集中。螺距的设计则要考虑热量的集中和熔铝的表面张力,避免出现熔滴现象。

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