Cu@CNTs增强铝基复合材料的显微组织和力学性能

用液相还原法在碳纳米管表面包覆纳米铜(Cu@CNTs),以其为增强相铸造Cu@CNTs增强铝基复合材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料的形貌和结构进行表征,用拉伸试验测试铝基复合材料的力学性能。结果表明:均匀分布在CNTs表面的Cu纳米颗粒作为CNTs与基体间的过渡层,锁定CNTs并促进CNTs-Al界面结合。相比铝基体,Cu@CNTs的质量分数为1.5%的铝基复合材料的屈服强度和抗拉强度为196、259MPa,提高了55.6%、34.8%。力学性能提高主要由于纳米铜优化了CNTs和铝基体的界面结合,使载荷从基体到CNTs高效转移。

Cu@CNT在甲醇裂解反应中构效关系的DFT研究

运用密度泛函理论探索了碳纳米管封装Cu原子(Cu@CNT)作用下甲醇裂解的反应机理。通过VASP软件计算了甲醇裂解过程中所涉及到的各物种的吸附能和各基元反应的活化能及反应速率。依据吸附能数据确定了各物种的稳定吸附位,CH3OH稳定吸附位点是顶位T1,CO、CH2OH、CH3O、CH3、CH2O和CHO的稳定吸附位点是顶位T2。依据各基元反应的活化能及反应速率确定了主反应路径为CH3OH→CH3O→CH2O→CHO→CO。该路径的最终产物是CO,吸附能为-0.47 eV,有助于其从催化剂表面解吸,有效防止催化剂中毒;且反应路径中没有碳原子生成,极大缓解了催化剂积碳问题。CO耐受性及抗积碳性表明Cu@CNT催化剂具有高稳定性。