电沉积铅电极的制备及用于电还原CO_2制甲酸

为增加电极的活性面积,采用两步电沉积制备具有高活性面积的铅电极.先以铜棒为基质恒电位氢气泡模板法沉积多孔铜层,再以多孔铜层为基质电沉积铅.X射线衍射(XRD)结果表明铅为立方结构,扫描电镜(SEM)显示四方柱状铅粒均匀沉积在多孔铜层的孔壁上,呈现三维多孔形貌.电沉积铅电极用于CO2电还原反应,循环伏安(CV)测试结果表明,其比普通铅片电极具有更正的起峰电位和更高的电流密度.在施加电位为-1.7,V(相对饱和甘汞电极)、KHCO3电解液浓度为0.3,mol/L时,生成甲酸的最高电流效率达到92%.对CO2电还原过程影响因素的研究表明:在低电流密度区,随电流密度的增加,生成甲酸的电流效率和速率都增加;在高电流密度区,随电流密度增加,生成甲酸的速率增加,而生成甲酸电流效率逐渐降低.时长为1 h的CO2电还原反应中,产物甲酸的电流效率逐渐降低,对比反应前后电沉积铅电极的XRD谱图和SEM图发现,铅仍为立方结构,而形貌发生显著变化,铅由四方柱状变为层状覆盖在多孔铜层颗粒的表面.电极的活性面积减小是甲酸电流效率降低的主要原因.     

铋对铜电解精炼中阴极铜沉积过程的影响

文章采用循环伏安法研究了铋离子Ｂｉ３＋存在于酸性硫酸铜电解液中时，对铜电解精炼中阴极铜沉积反应的峰电流ｉｐ、峰电势ｐ的影响，并根据循环伏安曲线的形状判断铜沉积反应的可逆性。结果表明：铜沉积反应是不可逆的。Ｂｉ３＋离子存在于电解液中时不改变铜沉积反应的机理，但却使铜沉积反应的峰电流ｉｐ值降低，峰电势ｐ值向正方向移动．文章还从电化学和热力学角度分析了Ｂｉ３＋存在于电解液中时，对阴极铜电极平衡电势的影响。     

脉冲电流法电解精炼铜的可行性研究

文章介绍实验模拟铜电解精炼的工业生产条件 ,在小型电解槽中研究脉冲电流法电解精炼铜的可行性 ,并用 XRD、SEM及等离子体质谱仪研究杂质对阴极铜沉积的结构和组成的影响。研究表明 ,当电解温度为 6 0℃时 ,脉冲电解较适宜的工艺条件为 :峰电流密度 396 0 A/ m2 ,脉冲宽度 0 .5 m s,脉冲频率 333Hz,占空比 1∶ 5。添加剂用量 :Cl-3.0 m g/ dm3 ,( N H2 ) 2 CS 0 .75～ 1.0 mg/ dm3 ,glue 1.0～ 1.5 m g/ dm3 。电解液中有害杂质容许量 :As5+ ≤ 2 .0 g/ dm3 ,Sb3 + ≤ 0 .2 0 g/ dm3 ,Bi3 + ≤ 0 .10 g/ dm3。测试结果表明 ,当电解液中不含杂质时 ,铜沉积的晶面择优取向为 ( 2 0 0 ) ,结晶形态为层状 ;电解液中含杂质时 ,铜沉积的晶面择优取向为 ( 2 2 0 ) ,结晶形态为层状 +块状。     

添加剂对高铋电解铜体系中铜沉积过程的影响

用稳态法研究了添加剂Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ对高铋电解铜体系阴极铜沉积反应的影响。用ＡＡ、ＳＥＭ、ＸＲＤ等仪器研究了添加剂对阴极铜沉积的组成和晶面取向的影响。结果表明：Ｃｌ－对铜沉积反应起去极化作用。ｇｌｕｅ对铜沉积反应起强极化作用。（ＮＨ２）２ＣＳ能改变铜沉积过程的电化学反应机理,使铜沉积反应出现由扩散控制的极限电流。当Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ共存于电解液中时,既对铜沉积反应起强极化作用,又使铜沉积过程的极限电流降低。以低电流密度（２００Ａ·ｍ－２）电解,添加剂存在时可使阴极铜沉积中铋含量从０．０１３％降至０．００２１％,但添加剂不影响铜沉积的晶面择优取向（２２０）。以高电流密度（１５００Ａ·ｍ－２）电解时,添加剂的存在,会改变铜沉积的晶面择优取向。     

As~(5+)、Sb~(3+)、Bi~(3+) 对阴极铜沉积反应动力学的影响

用线性电位扫描法研究了在准稳态条件下，Ａｓ５＋、Ｓｂ３＋、Ｂｉ３＋离子对酸性硫酸铜体系中阴极铜沉积反应动力学的影响。研究结果表明：Ａｓ５＋可以增大铜沉积反应的交换电流密度ｉ０，对铜沉积过程起去极化作用；Ｓｂ３＋和Ｂｉ３＋均使铜沉积反应的交换电流密度ｉ０减小，对铜沉积过程起极化作用；当Ａｓ５＋、Ｓｂ３＋、Ｂｉ３＋共存于电解液中时，对铜沉积反应亦起一定的极化作用，使铜沉积反应速度减缓，交换电流密度ｉ０降低。但是Ａｓ５＋、Ｓｂ３＋、Ｂｉ３＋对铜沉积反应的电荷传递系数α几乎无影响，因而它们存在于电解液中时，不会改变铜沉积的电化学反应机理。     

铁镍锌离子对阴极铜沉积反应的影响

利用电导仪及电子能谱等仪器,并采用稳态法研究了铁、镍、锌离子对酸性硫酸铜电解液系统中阴极铜沉积反应的影响。研究结果表明：铁镍锌离子存在于电解液中,增大溶液电阻,减小溶液电导率,减小铜沉积反应的交换电流密度和极限电流密度,对铜沉积反应起极化作用。但铁、镍、锌离子几乎不影响电荷传递系数,不改变铜沉积反应机理。在２００Ａ·ｍ－２和１０００Ａ·ｍ－２电流密度下电解,铁、镍、锌不会在阴极沉积。在阴极铜沉积层中铜主要以金属铜和少量Ｃｕ２Ｏ形式存在。     

砷、锑和铋对铜电沉积及阳极氧化机理的影响

采用循环伏安及交流阻抗研究As(Ⅲ,V),Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)对铜电沉积及阳极氧化机理的影响.研究结果表明:电解底液循环伏安分别在0.06 V和-0.25 V出现还原峰a和b,在0.10 v和0.23 V出现氧化峰b'和a'.As(Ⅲ)加速铜的电沉积,As(V),Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)均改变铜的沉积机理,使两步反应变成一步反应,其中,加入Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)的电液在-0.13 V附近出现杂质Sb和Bi的还原峰;这些杂质均抑制铜的氧化反应,改变阳极氧化机理,使两步氧化变为一步氧化反应;将As(Ⅲ,V),Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)单独加入电解液中,电极过程均产生电活性物质吸附,均使电极过程阻抗减小.     

碲化铋热电薄膜的电沉积制备与形貌分析

采用电化学沉积法在不锈钢衬底上制备了碲化铋(Bi2Te3)化合物热电薄膜,并利用XRD(X线衍射分析)、SEM(扫描电镜)和AFM(原子力显微镜)对薄膜进行物相分析和形貌观察.首先通过循环伏安法分别对Bi3+和HTeO2+以及他们共存的HNO3溶液进行了测试,确定了Bi2Te3的电化学生长为互诱导二元共沉积过程.然后在-50 mV电位,20 rmA.cm-2电流密度进行电沉积得到Bi2Te3多晶薄膜,XRD分析显示薄膜沿着(110)晶向存在一定程度的择优取向生长.进一步改变沉积电流密度发现,提高沉积电流密度使薄膜晶粒尺寸变小.     

La~(3+)对Zn-Fe合金镀层在硫酸溶液中腐蚀行为的影响

电镀液中加入镧盐,在A3钢表面电镀Zn-Fe合金薄膜,选择酸性腐蚀介质,研究La3+对Zn-Fe合金镀层腐蚀行为的影响.用线性扫描伏安法和交流阻抗法,研究Zn-Fe合金镀层在30℃的0.20mol·L-1H2SO4溶液中的腐蚀行为.用XRD和SEM研究Zn-Fe合金镀层在腐蚀前后的微观结构和形貌的变化.结果表明:加入镧盐,不改变Zn-Fe合金镀层的晶面择优取向,但影响各晶面衍射峰强度,使镀层结晶粒度变小;当加入La2(SO4)3为0.90g·L-1时,Zn-Fe合金镀层变得致密均匀,电结晶生长形态呈现层状;镀层的致钝电流密度(Jpp)和维钝电流密度(Jp)显著降低,极化电阻Rp增大,镀层具有良好的耐蚀性能.     

新型纳米结构二氧化锰的制备及其超级电容性能

以MnSO4和(NH4)2S2O8为主要原料,Fe(NO3)3为添加剂,采用水热法制备了菜花状MnO2。运用XRD,SEM对制备的MnO2进行了形貌和结构分析。通过循环伏安、恒流充放电测试和交流阻抗研究了MnO2的电化学性能。结果表明,实验制备的MnO2为α型菜花状结构,其在6 mol/L的KOH电解液中及0～0.4 V的电位范围内表现出良好的超级电容性能,电流密度为100 mA/g时,其比容量达到176 F/g。     

含铝络合离子在铜电极上的电沉积

采用循环伏安法研究了含铝络合离子在铜电极上的电沉积,以探明含铝络合离子在铜电极上的电极过程及表面合金化.循环伏安结果表明,含铝络合离子在铜电极上还原时,铝络合离子首先被还原为金属铝,接着生成的金属铝与铜基体形成铜铝合金.电沉积实验后采用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线物相分析仪对样品进行形貌表征及成分分析,扫描电镜及样品侧面线扫描照片结果表明,含铝络合离子在铜电极上析出时与铜基体形成合金,具有明显的过渡层.X射线物相分析结果表明合金为AlCu和Al2Cu,这与铝在铜电极上的循环伏安曲线相吻合,即生成两种新的产物铜铝合金.     

梯度复合阴极LaBaCo_2O_(5+δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)的制备及电化学性能

采用机械混合法制备中温固体氧化物燃料电池梯度复合阴极材料LaBaCo2O5+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9(LBCO-SDC)。通过X线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)分析、热膨胀法、交流阻抗谱法和循环伏安法分别对晶体结构、界面微观结构、热膨胀性及电化学性能进行表征。结果表明:LBCO阴极与SDC电解质之间具有良好的化学相容性;电解质SDC的添加有效地降低了阴极材料LBCO的热膨胀系数;双层梯度复合阴极比单层阴极表现出更小的比表面电阻以及极化过电位,显示出更好的电化学性能;在700℃时,双层梯度复合阴极的比表面电阻与LBCO阴极相比下降了约13.2%,极化过电位(电流密度为0.20 A/cm2)从51.0 mV下降到46.4 mV。     

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.     

O-季铵化硫脲壳寡糖的制备及与鲱鱼精DNA的相互作

以壳寡糖为原料, 制备O 季铵化硫脲壳寡糖, 并用红外光谱、 紫外 可见吸收光谱、 热重 差热分析法对合成的化合物进行表征. 以鲱鱼精DNA为靶点, 用紫外 可见吸收光谱、 循环伏安法和黏度法研究O-季铵化硫脲壳寡糖与鲱鱼精DNA的作用方式. 实验结果表明： O-季铵化硫脲壳寡糖在213.5,280.0 nm处出现吸收峰, 其热稳定性较差, 在180 ℃开始氧化分解; O-季铵化硫脲壳寡糖的紫外 可见吸收峰在加入DNA后发生变化; O-季铵化硫脲壳寡糖使铁氰化钾 DNA体系的氧化还原峰电流减小, 式量电位发生正移, 并使DNA的黏度增大, 即O 季铵化硫脲壳寡糖与鲱鱼精DNA之间存在嵌插结合作用.     

Electrodeposition of aluminium and aluminium-copper alloys from a room temperature ionic liquid electrolyte containing aluminium chloride and triethylamine hydrochloride

The electrodeposition of Al and Al-Cu binary alloys on to gold substrates from a room temperature ionic liquid electrolyte containing AlCl₃-Et₃NHCl was studied. The electrochemical behavior of the electrolyte and the mechanism of deposition were investigated through cyclic voltammetry (CV), and the properties of deposits obtained were assessed by scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and X-ray diffraction (XRD). Al of 70 μm in thickness and an Al-Cu alloy of 30 μm in thickness with 8at% copper were deposited from the electrolyte. SEM images of the deposits indicate that the Al deposit was smooth and uniform, whereas the Al-Cu deposit was nodular. The average crystalline size, as determined by XRD patterns, was found to be (30 ± 5) and (29 ± 5) nm, respectively, for Al and Al-Cu alloys. Potentiodynamic polarization (Tafel plots) and electrochemical impedance spectroscopic (EIS) measurements showed that Al-Cu alloys are more corrosion resistant than Al.     

纳米多孔Co的磷化物制备及其电催化析氢性能

采用脱合金化、水热合成和化学气相沉积制备纳米多孔Co、NiCo(OH)₂/Co和NiCo(OH)₂-P复合电极. 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法表征电极材料的物相和形貌结构. 在1 mol·L^－1的KOH溶液中,运用线性扫描伏安曲线(LSV)、交流阻抗谱(EIS)、循环伏安曲线(CV)等测试电极的电催化析氢性能. 结果表明:纳米多孔Co、NiCo(OH)₂/Co、NiCo(OH)₂-P电极材料的析氢性能依次增加,化学气相沉积(CVD)磷化后的纳米多孔NiCo(OH)₂-P在10 mA·cm^－2电流密度下,其过电位为139 mV,Tafel斜率为123.57 mV·dec^－1,双电层电容为30.16 mF·cm^－2. 经过1 000圈循环伏安耐久性实验后,纳米多孔NiCo(OH)₂-P电极在10 mA·cm^－2电流密度下,析氢过电位仅相差7 mV,表现出良好的析氢稳定性.     

喷射电铸快速制造的试验研究

介绍了喷射电铸快速制造技术的原理与系统组成，采用喷射电铸快速制造工艺制备了具有简单形状的纳米晶金属铜样件，运用扫描电子显微镜和X-射线衍射等现代分析手段对纳米晶微观结构进行分析.结果表明，喷射电铸能显著提高极限电流密度，细化晶粒，改善铸层质量．铜沉积层具有纳米晶微观结构，平均晶粒尺寸约为55．6nm，最小晶粒尺寸可达41．4nm．     

铝合金表面电镀镍的耐腐蚀性能

在铝合金表面电镀镍,考察镀液温度、电流密度和镀液pH值等因素对镀层耐蚀性能的影响,获得最佳电镀条件下的镍镀层.选择3.50%NaCl溶液作为腐蚀介质,采用稳态阳极极化曲线法研究镀层的耐蚀性能.用SEM和XRD研究镍镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌的变化.结果表明镀镍的最佳工艺条件为温度50℃、电流密度30mA/cm2、镀液pH值3.82.XRD测试表明镍镀层的结构为立方晶系,晶面择优取向为(111),腐蚀前后晶面择优取向不变,但(111)晶面的织构系数由35.35%增至61.73%,说明低指数晶面(111)具有较好的耐蚀性能.SEM测试表明最佳条件下制备的半光亮镍镀层均匀致密,具有较好的耐腐蚀性能.