纳米多孔Ni-Co电极的制备及其电催化析氢性能

采用真空电弧熔炼与快速凝固相结合的方法制备了Ni_(30)Al_(70)、Ni_(10)Co_(20)Al_(70)合金条带,经过电化学脱合金化除Al,成功得到多孔Ni电极、纳米多孔Ni-Co电极.通过XRD、SEM等微观技术表征了电极的相结构和表面形貌.运用电化学线性扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)等手段研究了电极在w(NaOH)=20%溶液中的析氢反应(HER)电催化活性.结果表明:与纳米多孔Ni电极相比,纳米多孔Ni-Co电极具有低的析氢过电位、低的析氢反应电阻及高的比表面积.     

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.     

多孔Ni-S合金的制备及其电催化析氢性能

采用化学脱合金化和水热合成的方法,制备多孔Ni以及多孔Ni-S合金电极.通过XRD、SEM表征电极的相结构和表面形貌.在1 mol/L的NaOH溶液中,运用线性扫描伏安曲线(LSV)、交流阻抗曲线(EIS)等测试电极的电催化析氢性能.结果表明:与多孔Ni相比,Ni-S合金具有更低的析氢过电位以及更高的电催化析氢活性.     

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．     

电沉积纳米晶体电催化电极的制备及性能

利用恒电流电沉积的方法从含有糖精,温度为50～60 ℃,pH＜3的瓦特槽中用直流和脉冲的方式制备纳米晶体镍、镍-钴合金电催化析氢电极.X衍射、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结果表明此类金属(Ni)或合金(Ni-Co)表现出很强的(111)织构;该晶体为纳米晶体,其中含有少量硫;由电沉积纳米晶体制备成的电极在1 mol*L-1硫酸中比常规的金属Ni或电沉积粗晶镍有较强的电催化活性、稳定性和耐蚀性.     

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．     

Ni-Cu合金的脱合金制备及其析氢电催化性能

通过真空熔炼与固溶处理相结合的方法获得Ni_(30)Mn_(70)和Ni_(20)Cu_(10)Mn_(70)前驱体合金,经电化学脱合金化法制备纳米多孔Ni及Ni-Cu合金,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析合金相组成和微观结构,运用线性扫描伏安法、交流阻抗、方波电位法及计时电位法研究电极的析氢电催化性能.结果表明:纳米多孔Ni-Cu合金电极具有较高的电催化析氢性能,在0.1 A/cm~2电流密度下,析氢过电位仅19 mV,具有较好的电化学稳定性.     

化学镀铜对A_2B_7型贮氢合金电极电化学性能的影响

以A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为对象,系统研究了合金覆铜后进行不同温度退火处理的电极电化学性能。结果表明,表面包覆Cu及退火处理后的贮氢合金电极的活化性能及循环稳定性有所提高。线性极化扫描和电化学阻抗图谱分析结果表明,包覆Cu及退火处理后提高了合金电极的交换电流密度I0,降低了电化学阻抗,说明包覆处理改善了合金表面的电催化活性,加快了合金表面电荷的迁移速率,从而提高了高倍率放电能力。     

超级电池负极材料的电化学行为

利用循环伏安、阴极极化等测试手段研究超级电池负极中活性炭(AC)电极在铅酸电池测试环境中的电化学行为,比较AC电极与Pb电极在相同电位区间下的极化特性,考察-0.9～-0.4 V(vs.SCE)电位范围内AC及Pb并联电极的电化学特性,并对循环后并联电极中的AC电极进行电子能谱(EDX)分析。研究结果表明:活性炭在-0.9～-0.4 V电位范围内表现出双电层电容特性;在10 mV/s扫描速度下析氢电流随着硫酸浓度的增大而增大,比容量在硫酸浓度为3 mol/L时最大;在浓度为5 mol/L的硫酸中,活性炭的比容量随着扫描速度的增大而减小;在相同电位下,AC电极的析氢较Pb电极的析氢严重;AC与Pb的并联电极既表现出Pb电极的法拉第电池特性,又表现出AC电极的双电层电容与析氢特性。     

氢氧化镍纳米片的制备及其超级电容性能

以尿素和氯化镍为原料,采用水热法制备了泡沫镍载Ni(OH)2纳米片电极,利用扫描电镜(SEM)观测了纳米片的形貌,利用X-射线衍射(XRD)分析了纳米片的结构,通过循环伏安和恒流充放电测试了电极的超级电容性能.检测结果表明:所制备的Ni(OH)2纳米片先构成一种交错连接的线状结构,再以线的形式均匀而密集地覆盖在泡沫镍的骨架上.这种特殊结构使得该纳米片电极表现出良好的电容性能,在电流密度为10mA/cm2的情况下,其面积比电容为255mF/cm2.     

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.     

La-Mg-Ni系A287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．     

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.     

添加Ce对Zr55Al10Ni5Cu30合金在Na2SO4溶液中腐蚀电化学行为的影响

利用电化学极化和阻抗谱(EIS)技术研究了Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金及相应的晶态合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中的腐蚀行为.结果表明,Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金及相应的晶态合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中均出现了钝化现象,其中(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金出现了二次钝化现象.Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的腐蚀电流密度均小于相应的晶态合金,向非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30及相应的晶态合金中添加稀土Ce元素后,合金的腐蚀电流密度减小,腐蚀速度降低,合金的抗腐蚀性能提高.四种合金的EIS图均呈单容抗弧特征,Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的电荷传递电阻均较相应成分的晶态合金大.两种非晶合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中比晶态合金有较好的抗蚀性能,在四种合金中,添加Ce元素的(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金具有最好的耐蚀性能.     

微量组分(Cr2Ni)对Cu50Zr42Al8大块非晶玻璃形成能力的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备直径为4 mm的Cu50Zr42Al8和(Cu50Zr42Al8)100-x(Cr2Ni)x(x=0、1、2、3、4)合金圆棒.利用X射线衍射(XRD)和差分扫描量热(DSC)分别对合金的结构和非晶形成能力进行研究,结果表明,Cu50Zr42Al8和(Cu50Zr42Al8)98(Cr2Ni)2为完全非晶.(Cu50Zr42Al8)98(Cr2Ni)2具有较高的过冷液相区(ΔTx达65 K)和较大的热稳定性,且为近共晶成份,但其非晶形成能力比Cu50Zr42Al8略有降低.     

NiCo_2O_4的合成及其阳极电解水性能的研究

为了考察Ni的掺杂对尖晶石类阳极析氧催化剂的结构和析氧性能的影响,以乙二醇为溶剂、氢氧化钠为反应沉淀剂,采用共沉淀法合成了Co3O4和NiO金属氧化物粉末以及纳米介孔NiCo2O4尖晶石氧化物,并对所合成的阳极催化剂进行了表面形貌和物化性能测试。通过悬浊液包衣的方法将催化剂附着到Ti基片上,制备成电极,对阳极催化剂进行循环伏安测试(CV)、交流阻抗测试(EIS)及极化性能测试。随着Ni含量的增加,催化剂的比表面积增大、电极表面的接触电阻减小,电极的析氧过电位降低。所合成纳米结构的NiCo2O4其平均粒径为10nm、平均孔径为12.3nm、比表面积88.5m2/g。当负载量为2mg/cm2时,在0.1mol/L KOH电解质溶液中,NiCo2O4电解析氧活性较好,在i=10mA/cm2时,其析氧过电位最低,为345mV(vs NHE)。     

TiFe_(0.9-x)Ni_xZr_(0.1)Mn_(0.2)(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金的贮氢性能研究

采用高频感应熔炼法制备TiFe0.9-xNixZr0.1Mn0.2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金,系统地研究Ni部分取代Fe对TiFe0.9-xNixZr0.1Mn0.2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金相组成与贮氢性能的影响。XRD分析结果表明:合金主要由NiTi,FeTi和(Fe,Ni)相组成,在x=0.1~0.2时,有少量的FeZr2相,随着Ni含量的增加,FeZr2相消失,同时有TiMn2相产生。压强—成分—温度(PCT)测试结果表明,TiFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2合金的贮氢量最高,其吸氢量为1.46 wt%。电化学测试结果显示,合金电极放电容量随着Ni含量的增加而增大,TiFe0.8Ni0.1Zr0.1Mn0.2合金的放电容量为34 mAh/g,而TiFe0.5Ni0.4Zr0.1Mn0.2合金电极的放电容量则达156 mAh/g。     

合金元素对Laves相MgCu2力学性能的影响

在Laves相MgCu2中添加合金元素Al、Ni、Si,采用机械活化+热压烧结制备MgCu2基合金,并对热压产物进行物相和力学性能分析.结果表明:添加Al、Ni、Si后,合金的主相仍为C15结构的Laves相,晶体结构并未改变.MgCu2的室温变形能力及显微硬度、抗压强度、抗弯强度增加;合金元素可替代MgCu2中的Cu原子,减少变形阻力,表现出增塑作用.此外,合金元素Al和Ni可降低MgCu2的电子浓度,使位错运动Peierls力减小,增加合金的塑性.     

二元铝合金在碱性介质中的腐蚀与电化学行为

研究Al-Me(Me:Mg,Zn,Bi,Sn,Pb,In,Ga)二元合金在25℃ 4 mol/L NaOH碱性介质中的析氢腐蚀速率、自腐蚀电位、恒电流极化电极电位.结果表明:在25℃ 4 mol/L NaOH碱性介质中,纯铝中加入Zn或In的Al-Me二元合金析氢腐蚀速率增大,自腐蚀电位负移;加入Bi或Ga的Al-Me二元合金析氢速率影响不大,自腐蚀电位负移;添加Mg,Sn或Pb的Al-Me二元合金析氢速率降低,自腐蚀电位正移.当以100 mA/cm2的电流密度进行恒电流极化时,Mg,Zn,Bi,In能使Al-Me二元合金电极电位稍有负移,Sn,Pb,Ga能使Al-Me二元合金电极电位大幅度负移.     

PuNi3和Ce2Ni7型贮氢合金电极容量衰减的交流阻抗谱分析

测试不同循环状态下PuNi3和Ce2Ni7型贮氢合金电极在放电深度为50%条件下的电化学交流阻抗谱,分析电极反应的等效电路图.结果表明,随循环次数的增加,PuNi3型合金和Ce2Ni7型合金电极的表面电荷反应阻抗(R4)和接触阻抗(R2,R3)均随循环次数的增加呈先减小后增大的趋势,且PuNi3型合金电极表面电荷反应阻抗(R4)较Ce2Ni7型合金电极先达到最小值.在后期循环过程中,PuNi3型合金电极的表面电荷反应阻抗(R4)及颗粒之间的接触阻抗(R2,R3)均明显大于Ce2Ni7型合金电极,这说明PuNi3型合金电极在循环过程中的腐蚀与粉化均比Ce2Ni7型合金电极严重.