纳米粉末或块体具有一系列特殊的物理、化学特性,因而在冶金、化工、电子、国防、航空航天等领域呈现出极其重要的应用价值。对于制备纳米金属粉末,电解方法具有制得的粉末纯度高、比表面积大、粉末粒度可控、可实现自动化生产等优点,是一种公认的适合于大规模工业生产的低成本纳米金属粉末制备方法。但是传统的水溶液电解法在制备相对氢较活泼的金属,如Ni((ψ°=-0.241V,相对于标准氢电极)、Fe(ψ°=-0.44V)、Zn(ψ°=-0.763V)、Al(ψ°=-1.662V)等纳米粉末时,存在效率低,甚至无法得到目标金属粉末等问题。本文采用水相/有机相超声波电解方法成功制备出纳米锌粉和纳米铁铬合金粉,并研究了电解过程的影响因素和电化学行为。主要研究结果如下： 1、通过水溶液、二甲基亚砜导电性有机溶液的同相、异相对比实验,从电流效率、电阻率、槽电压、能耗等方面进行比较,验证了水相/有机相隔膜电解法比其它搭配方法更有优势。研究表明：使用有机电解液体系和阳离子隔膜,有效防止从阴极脱落下来的纳米金属粉末与酸或水发生化学反应以及产物在阳极的重溶,提高了电解效率。通过改变电流密度、锌离子浓度、电极材料、超声波、添加剂等工艺参数,研究这些参数对纳米粉末颗粒尺寸、电流效率等的影响。研究结果表明：超声波有细化晶粒、防止粉末团聚、去阴极极化和提高电流效率等作用；随着阴极电流密度的增加,粉末产物的平均颗粒度随之减小,当阴极电流密度达到1.60kA/m2,制得的粉末颗粒细小、均匀；随着阴极电解液中锌离子浓度的增加,溶液的电导率提高,电流效率提高。当阴极电解液中的氯化锌含量达到25g/L时,所得粉末的尺寸细小、均匀；添加剂起到了提高阴极过电位,增加晶核数目,细化晶粒的作用。在最佳工艺条件下,制得的粉末为近球形,平均颗粒尺寸为7nm,电流效率为87.973％,每吨锌粉的电能消耗为9333kW·h。当阴极采用不锈钢板时,可得到直径为20nm的锌纳米线。 2、Cr3+((ψ°=-0.74V)的还原电位比Fe2+((ψ°=-0.44V)的更负,难以实现铁铬共沉积。采用水相/有机相电解法制备出纳米铁铬合金粉末。通过改变阳极、阴极电解液的组成以及电流密度等工艺条件,可获得不同组成成分的铁铬合金粉。研究表明：在无添加剂的情况下,仅通过改变目标离子浓度和电流密度,对Fe2+和Cr3+的还原电位几乎无影响,铬的含量无法显著提高；当在阴极电解液中加入尿素时,可使Fe2+的还原电位负移,使Fe2+和Cr3+的还原电位相近,达到铁铬共沉积的目的,从而大幅度提高合金粉末中铬的含量。在较佳工艺条件下可制备出近球形的,平均颗粒尺寸为10nm,铬含量达到28.2％的铁铬合金粉末。当阴极采用不锈钢板时,可得到层片状的纳米铁铬合金粉末。 3、通过电位线性扫描的方法,测定了二甲基亚砜溶液的极化曲线和Zn2+、Fe2+、Cr3+阴极还原的循环伏安曲线。研究结果表明：在制备锌粉时,加入50g/L的PVP后,溶液极化增大,Zn2+发生两步还原成锌；在制备铁铬合金粉时,加入40g/L的尿素后,Fe2+的还原电位负移,有利于铁铬的共沉积。Fe2+发生一步还原,Cr3+发生两步还原。