氯碱工业镍-硫电极的研究

应用电化学沉积的方法制备Ni-S和Ni-Co-S合金镀层.通过测量电极的稳态极化曲线,研究电极的电催化活性和析氢反应活化能,考察热处理和电解液中杂质离子等因素对沉积层析氢活性的影响.实验结果显示,Ni-S电极镀层中的硫质量分数为11.59%时,电极的析氢活性最高,镀层呈非晶态或弱晶态结构,电极的析氢反应活化能为22.344 kJ/mol.     

电沉积Ni-S合金析氢阴极的研究

以硫脲作为硫源,在瓦特浴体系中通过电沉积方法获得NiS合金电极·系统地讨论了电沉积过程中各工艺条件(硫脲浓度、电流密度、pH值及温度)对镀层中S含量的影响,确定了硫脲浓度和电流密度为NiS合金镀层中S含量的主要影响因素;以恒电流极化方法测试不同S含量的合金电极的析氢过电位,得到了析氢过电位仅为90mV的非晶态NiS合金析氢阴极;以稳态极化方法测定该电极的稳态极化曲线,并通过计算得出其电化学参数(b,i0)·结果表明,该电极具有极高的电化学活性·     

在电沉积镍－钼合金上的析氢反应

本文运用极化曲线和电化学阻抗图谱等方法，研究了含钼量不同的镀液电沉积镍铝钼金在７ｍｏｌ．Ｌ－１氢氧化钠溶液中的析氢动力学过程．实验结果表明，随着镀液钼含量的增加，镀层的析氢催化活性大大增加，其活性大大超过纯镍和纯钼电极．同时初步探索了各种沉积条件对析氢催化活性的影响．     

电镀条件对镍钼合金镀层结构组织和催化活性的影响

本文较系统地研究了镍钼合金的电镀条件对镀层的化学组成、表面结构和析氢催化活性的影响。镀层中的钼含量和催化活性随镀液中钼含量的增加而增加。在较低ｐＨ值下电镀得到的镍钼合金具有较佳的析氢电催化活性。在１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液，４０℃和１００ｍＡ／ｃｍ２电解条件下，析氢过电位约为１２２ｍＶ。用Ｘ光电子能谱和扫描电镜分别分析了镀层的表面元素价态和表面结构组织。     

电镀条件对镍相合金镀层结构组织和催化活性的影响

本较系统地研究了镍钼合金的电镀条件对镀层的化学组成，表面结构和析氢催化活性的影响。镀层中的钼含量和催化活性随镀液中钼含量的增加而增加。在较低ｐＨ值下电镀得到的镍钼合金具有较佳的析氢电催化活性。在ｌｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液，４０℃和１００ｍＡ／ｃｍ＾２电解条件下，析氢过电位约为１２２ｍＶ．用Ｘ光电子能谱和扫描电镜分别分析了镀层的表面元素价态和表面结构组织。     

复合镀层(Ni-Mo)-WC和它的析氢催化性能

在两种不同类型镀液中，用复合电沉积技术制备出（Ｎｉ－Ｍｏ）－ＷＣ复合电极．研究了其镀层形貌、组成和ＸＰＳ光电子能谱．用这些电极在７ｍｏｌ／ＬＫＯＨ溶液中作析氢反应电极，结果表明它们对氢的析出反应具有优良电催化活性．文中还对它们的催化性能进行了评价．     

稀土(La,Nd,Sn)化合物对电沉积Ni-Co合金的影响

研究了在电镀溶液中加入稀土化合物后对电沉积Ni-Co合金的影响。实验结果表明,Ni-Co合金的电沉积过程符合“异常共沉积机理”;在电镀溶液中加入少量稀土化合物后,可以增大合金电沉积过程的阴极极化,并能增强合金镀层的耐腐蚀性能,也能使合金阴极的析氢电催化活性有所增加。     

稀土(La,Nd,Sm)化合物对电沉积Ni-Co合金的影响

研究了在电镀溶液中加入稀土化合物后对电沉积Ni-Co合金的影响。实验结果表明,Ni-Co合金的电沉积过程符合“异常共沉积机理”;在电镀溶液中加入少量稀土化合物后,可以增大合金电沉积过程的阴极极化,并能增强合金镀层的耐腐蚀性能,也能使合金阴极的析氢电催化活性有所增加。     

非晶态Ni-Co-W-P合金电极的制备及其电催化活性研究

用化学镀方法制备了Ni—Co—W—P合金电极,并研究了其在1mol／L NaOH溶液中的析氢电催化活性,实验表明在相同的电流密度下,Ni—Co—W—P合金电极比Ni—Co—P、Ni—W—P合金电极具有更低析氢过电位,XRD实验显示其镀层为非晶态．并进一步研究了Ni—Co—W—P合金电极的电化学稳定性和表观活化能,结果表明：Ni—Co—W—P合金电极具有比Ni—Co—P、Ni—W—P合金电极更好的析氢电催化活性和电化学稳定性．     

电镀Ni—Sn合金及其电催化性能研究

为降低氯碱电解槽阴极析氢过电位,依据氢在电极上吸脱附原理,研究了Ni-Sn合金镀层作为阴极的析氢性能。实验证明,以Ni-Sn合金镀层作为阴极,在120g/lNaOH,190g/lNaCl溶液中,温度为90℃,电流密度为15Adm-2条件下电解,能降低氢超电势270?mV,是优良的析氢电催化电极。     

电沉积镍-储氢合金复合电极的析氢电催化性能

采用电沉积方法制备了镍-稀土储氢合金(Ni—AB5)复合电极，利用稳态极化曲线及电化学交流阻抗技术研究了该电极在28％KOH溶液中的析氢电催化性能，并用扫描电镜观测了电极的表面形貌．结果表明，与电沉积纯Ni电极相比，Ni—AB5复合电极具有较低的析氢过电位和电化学反应阻抗以及较大的交变电流密度和比表面积，在纯Ni及Ni—AB5电极上析氢反应的标准活化自由焓分别为74．2kJ／mol和39．8kJ／mol，即Ni—AB5复合电极表现出较高的析氢电催化活性．复合电极在碱性溶液中的析氢反应符合Volmer—Heyrovsky历程，电化学脱附为反应速度的控制步骤．     

泡沫镍基Ni-S-Co涂层电极在碱性介质中的电催化析氢性能

以泡沫镍为基体采用电沉积法制备非晶态Ni-S-Co合金涂层电极。以扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)观察表面形貌和微观结构,电化学测试方法分析涂层的电化学行为。结果表明,所获得的镀层为非晶态结构,表面颗粒细小且具有丰富的表面积;非晶态Ni-S-Co合金电极的析氢催化性能较好,与Ni和Ni-S电极相比具有较低的析氢过电位、较高的交换电流密度和较低的表观活化能;经过KOH碱溶液活化处理后,镀层表面颗粒变细,活性表面积增加,析氢性能有所增强。     

钴掺杂硫化锌催化剂的制备及其电催化析氢性能

以硝酸钴、硝酸锌为主要原料,分别采用L-半胱氨酸和硫脲为硫源制备钴掺杂硫化锌,借助XRD、SEM、TEM等对其形貌及结构进行表征,并通过析氢实验探讨不同硫化方式对钴掺杂硫化锌电催化性能的影响。结果表明,以L-半胱氨酸硫化法制备的钴掺杂硫化锌催化剂结晶度高且具有更好的电催化析氢效果。     

La-Mg-Ni系A2B7型贮氢合金表面包覆铜及其电化学性能

以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7为研究对象,研究未包覆和表面包覆Cu以及对包覆铜的贮氢合金进行再包覆Ni、Co处理的合金电极电化学性能.实验结果表明,表面包覆Cu和Cu-Ni后的贮氢合金电极循环稳定性有所提高,而包覆Cu-Co的合金电极稳定性较差,但电极容量有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗图谱分析结果表明,包覆Cu、Cu-Co及Cu-Ni处理改善合金电极的交换电流密度I0,降低电化学阻抗,说明包覆处理改善合金表面的电催化活性,加快合金表面电荷的迁移速率,从而提高高倍率放电能力.     

脉冲电沉积制备非晶态Ni-Mo合金及析氢性能

电解水产氢具有原材料来源丰富、生产过程清洁、效率较高的优势,已经成为广泛研究的技术之一.通过脉冲电沉积技术,在不同的电流密度和占空比下,制备了不同的非晶态Ni-Mo合金镀层,研究了电流密度和占空比对镀层性能的影响.结果表明:随着占空比和电流密度的增大Mo含量减小,表面更加粗糙,在电流密度为2.5 A·dm^－2和占空比0.8下,可获得表面极为粗糙的非晶态Ni-Mo合金镀层,另外,占空比为0.6和电流密度为2.0 A·dm^－2下获得晶粒尺寸较小的合金镀层.粗糙表面结构的Ni-Mo合金在较大的过电位下表现出更好的析氢催化性能,而具有较高Mo含量和细小晶粒尺寸的合金镀层析氢催化活性较高.     

纳米多孔Ni的制备及其电催化析氢性能研究

采用快速凝固结合脱合金的方法制备纳米多孔Ni,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行物相分析和形貌表征,并使用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法测试纳米多孔Ni电极的电催化析氢性能.结果表明:Ni₅Al₉₅前驱体合金在65 ℃条件下经4 h脱合金化后获得多层次、双连续的纳米多孔Ni.在50 mA·cm^－2电流密度下,25 ℃时析氢过电位为257 mV,双电层电容为4.7 mF·cm^－2,在析氢反应过程中表观活化能为26.06 kJ·mol^－1,电化学脱附是整个反应的控制步骤.经过1 000圈循环伏安耐久实验后,纳米多孔Ni电极在25 ℃下极化曲线基本保持原状,50 mA·cm^－2电流密度下析氢过电位减小6 mV,表现出优良的析氢稳定性.     

脉冲电镀制备Ni-Mo合金镀层及其析氢性能

研究了脉冲电镀法制备Ni-Mo合金镀层过程中电镀条件对Ni-Mo合金镀层组成、表观形貌以及析氢性能的影响.当n(Ni)∶n(Mo)<1时,随着钼盐的加入,镀层中的Mo含量逐渐下降,镀层的析氢过电位升高;利用脉冲电镀制备的Ni-Mo合金镀层均匀、平整、致密,其中w(Mo)在30%左右的Ni-Mo合金镀层呈非晶态结构,具有更高的催化活性(80℃,η200=62 mV)以及较高的耐蚀性.经100 h电解后(33%NaOH溶液中),镀层非晶态结构被破坏.随着Mo的溶出,镀层孔隙率增大并出现鼓泡现象.     

通过合金和去合金过程制备一种海绵状的纳米多孔铂以及对氧的电催化还原

采用一种简易的方法制备了海绵状的球形纳米多孔铂,首先是用循环伏安法在玻碳电极上电沉积得到铂铜合金,然后在浓硝酸中刻蚀合金去掉铜．用到场发射扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和循环伏安法对其进行了表征．也对制备此种铂催化剂的条件进行了优化．此种铂修饰电极对氧的还原表现出很高的电催化活性,其氧的还原峰电流是相应纳米铂修饰电极的四倍．这种制备海绵状纳米多孔结构的方法以及所得到得到铂修饰电极可能在燃料电池和生物传感器等领域有着很大的应用前景．