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。     

钒掺杂Ni_3S_2/泡沫镍电极材料制备及其电催化析氢性能分析

氢能作为一种能量载体,具有清洁无污染、可再生、安全等优点,被誉为人类的终极清洁能源。因此发展高效、稳定的电催化析氢催化剂对可再生能源的转换利用至关重要。以偏钒酸铵为钒源,F127为结构调控剂,采用水-乙二醇混合溶剂体系制备了钒掺杂的Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极。通过X-射线光电子能谱(XPS)分析,掺杂钒的价态为+5价。通过研究该催化剂在1 M KOH碱性介质中的电催化析氢反应性能。发现钒掺杂的Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极具有优异的电催化析氢性能,在碱性介质中仅需要206 mV的过电势就可以产生50 mA·cm~(-2)的电流密度,低于没有钒掺杂Ni_3S_2/泡沫镍(226 mV)和空白NF(350 mV)需要的过电势,并且该催化剂在电流密度为70 mA·cm~(-2)时可以稳定10 h。性能结果说明金属掺杂优化了Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极的电催化析氢性能。     

Cu-C_i析氧催化剂原位制备及其性能研究

在常温、常压及近中性的电解体系中,采用控制电位电解法原位制备了Cu-Ci析氧催化剂。通过电流密度变化曲线和Tafel曲线考察了Cu-Ci催化剂的电化学性能,并考察了K2CO3电解质溶液的浓度对催化剂制备及电化学性能的影响。采用XRD、SEM和EDS等分析技术对催化剂的结构、形貌及组成进行了表征。实验结果表明:原位电解沉积合成的Cu-Ci析氧催化剂在电解水过程中表现出了较高的析氧活性和稳定性。     

Al-Mg-Pb-Sn-Ga铝合金阳极材料组织对电化学性能的影响

研究了冷轧变形量为95%Al-Mg-Pb-Sn-Ga五元铝合金阳极板材不同温度退火处理后的织构和其在4 mol/L NaOH+10 g/L Na2 SnO3溶液中的静态析氢速率与电化学性能.结果表明:此五元铝合金阳极板材,随退火温度的升高、保温时间的延长,立方织构含量增多,在4 mol/L NaOH溶液中反应后,表面腐蚀空隙率增多、深度增加,阳极极化减弱;回复退火处理的五元铝合金板材,析氢速率降低,稳定工作电位负移;再结晶退火时,随退火温度的升高、时间的延长,稳定工作电位的负移程度减少,析氢速率稍有增大.AM0501铝合金阳极板材在250℃-10 h、300℃-3 h回复退火,其在4 mol/LNaOH+10 g/L Na2 SnO3溶液中,恒电流极化时,具有理想的低自腐蚀析氢速率,负的稳定工作电位等电化学综合性能.     

铁基层状双氢氧化物的制备与析氧性能研究

析氧反应是水分解反应中的一个重要反应,而开发具有低成本高效率的催化剂对于非贵金属催化剂的实际应用至关重要.采用水热法制备了生长在泡沫镍上的三维花瓣状Ni Fe-LDH/NF、Co Fe-LDH/NF纳米片,其层状多孔的泡沫镍为层状双氢氧化物提供了较大的电化学活性表面积和丰富的电化学反应活性位点,而Ni2+与Fe3+之间的协同作用优化了制备的催化剂的电子结构,进一步提高了其析氧反应活性.实验结果表明,在碱性溶液中,Ni Fe-LDH/NF和Co Fe-LDH/NF比其相应的单金属化合物具有更强的电化学活性;在电流密度为20 m A/cm2时,Ni Fe-LDH/NF的过电位仅为180 m V,其Tafel斜率为47. 4 m V/dec,优于大多数非贵金属催化剂; Ni Fe-LDH/NF在电化学耐久性测试中表现出了优异的稳定性和耐久性,在0. 8 V的阶跃电位下持续电解36 000 s,其电流密度为63m A/cm2,且无明显衰减.     

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．     

NiO/NF纳米催化电极的组织结构与析氢性能

为研究不同制备方法对NiO/NF(nickle foam,泡沫镍)电极组织结构和电催化析氢性能的影响规律,分别采用水热法、热分解法和微乳液法,成功制备出不同形貌特征的NiO/NF电催化析氢电极,对其组织结构进行XRD和SEM表征,并采用电化学方法研究其电催化性能。实验结果表明：3种方法所制备产物的相组成物均为泡沫镍基底Ni和NiO;不同制备方法所获得产物的微观几何结构有较大差别,水热法所制备的NiO为纳米棒状,微乳液法制备的NiO呈现褶皱薄膜状,热分解法制备的则为不规则薄膜。相应地,3种方法制备试样的电化学性能也不同。其中,性能最佳试样由微乳液法制备,其显微形貌呈现均匀的褶皱薄膜状,提供了更多的活性位点。表明不同方法可获得不同组织结构的NiO/NF电极,几何结构优良的电极具有更大的比表面积,可提供较多的活性位点,故具备更佳的电催化析氢性能。     

退火温度对Nb掺杂SrTiO3薄膜光电化学性能的影响

研究了Nb掺杂SrTiO3薄膜的光电化学性能及其对储氢合金薄膜的光充电性能。采用射频磁控溅射将SrTiO3薄膜沉积在镍片基体上，在300-600℃退火处理后，采用直流磁控溅射将LaNi3.9Al1．3储氢合金薄膜沉积在镍片基体的背面构成SrTiO3／Ni／储氢合金电极。随着Nb掺杂SrTiO3薄膜热处理温度的升高，阳极光电流和光充电性能先增大后减小。     

分级三维结构高活性自支撑NiOxHy电化学析氧催化电极制备研究

氢能技术是当前最具前景的洁净能源技术之一,而电解水制氢作为其中的关键一环,其阴阳极的两个半反应对贵金属的过分依赖极大地限制了电解水技术的商业化应用。为寻求低成本、耐用和高效的替代材料,以泡沫镍为镍源,使用苯甲醇作为有机溶剂,在水热条件下实现泡沫镍表面的有机无机界面反应,生长得到了分级三维结构NiO_xH_y。这种分级三维结构可以增加自支撑催化电极的电化学析氧反应(OER)活性。同时,由于NiO_xH_y是原位生长在泡沫镍基底上,催化剂表现出卓越的稳定性。通过一系列的电化学测试可知,得到的NiO_xH_y是一种高活性、高稳定性的碱性OER催化剂,具备在商业电解池中使用的潜力。     

稀土-镁-镍基贮氢合金的研究进展

综述了近几年稀土-镁-镍基贮氢合金电极材料相结构与电化学性能等方面的研究进展。介绍了改善合金电化学性能的方法,包括合金组成的改进、热处理、表面处理、制备复合合金等方法。讨论了稀土-镁-镍基贮氢合金研究中的几个重要问题以及发展方向。     

退火温度对Nb掺杂SrTiO_3薄膜光电化学性能的影响(英文)

研究了Nb掺杂SrTiO3薄膜的光电化学性能及其对储氢合金薄膜的光充电性能。采用射频磁控溅射将SrTiO3薄膜沉积在镍片基体上,在300～600℃退火处理后,采用直流磁控溅射将LaNi3.9Al1.3储氢合金薄膜沉积在镍片基体的背面构成SrTiO/Ni/储氢合金电极。随着Nb掺杂SrTiO薄膜热处理温度的升高,阳极光电流和光充电性能先增大后减小。     

单层MoS_2量子点的合成、光学与析氢催化性能

综述了南京大学纳米磁学研究组在单层MoS_2量子点研究工作中的最新进展.采用多次Li离子插层的方法成功制备出平均尺寸在3 nm左右的单层MoS_2量子点,超声加热使量子点的结构由1T相向2H相转变,在300 nm紫外光的激发下光致发光强度显著增强;随着激发波长的改变,410 nm左右的发光峰位位移较小,说明量子点尺寸均匀.析氢催化活性研究表明,相比于块体及MoS_2纳米片,MoS_2量子点表现出更佳的析氢催化性能,具有较低的起始过电位(120 mV)和较小塔费尔斜率(69 mV·dec~(-1)),表现出更快的析氢催化速率.MoS_2量子点之所以具有优良的析氢催化性能,是因为其具有大量的活性边界.     

Cu-In-S纳米线促进电催化二氧化碳还原制备一氧化碳

电催化二氧化碳还原能够有效地存储和利用可再生能源并缓解温室效应。发展高效的二氧化碳还原催化剂是抑制析氢提升二氧化碳还原活性的有效方法。铜是目前报道的非常有潜力的二氧化碳还原催化剂。但是,铜往往表现出比较低的二氧化碳还原至一氧化碳的活性。对Cu纳米线引入S和In制备Cu-In-S用于二氧化碳还原,结果表明,Cu-In-S表现出高效的二氧化碳还原活性,其催化电流密度和还原至一氧化碳的法拉第效率有了明显的提升。S的引入有效地提升了电催化剂的粗糙度,提升其电化学活性面积;In的引入有效地抑制了析氢,提高了二氧化碳还原至一氧化碳的活性。     

自支撑的纳米多孔Al掺杂NiCu-S电极的制备及其电解水析氢性能研究

针对电解水制氢领域对廉价、高效、稳定析氢催化剂的需求,采用Al作为活泼组元在真空感应熔炼炉中熔炼出不同原子比的三元Al-Ni-Cu合金,利用快速凝固甩带技术将其制备成合金条带,后续进行脱合金化处理和水热硫化反应,得到Al掺杂的NiCu双金属硫化物析氢自支撑电极。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相和形貌进行表征,结果表明,随着Ni/Cu原子比的提高,电极表面呈现出一种由紧密的均匀生长的纳米片到纳米板的结构演变趋势,极大地增加了电极材料的活性比表面积,暴露出更多的活性位点。在酸性介质中(0.5 mol/L H_2SO_4)进行电化学性能测试,结果表明,Ni/Cu原子比为2∶1时,获得的S-np-Ni21Cu7自支撑电极在析氢过程中电流密度达到50 mA/cm~2时仅需要245 mV的过电位,表现出良好的析氢活性,同时在长时间测试中表现出较好的稳定性和耐久性。     

FeOOH@CNT/NF的制备及电催化析氧性能研究

目的 以泡沫镍、包镍多壁碳纳米管、过氧化氢和七水硫酸亚铁为原料，通过120℃的水热过程，反应6 h成功制备出了FeOOH@CNT/NF析氧催化剂。方法 运用单变量控制法研究了包镍多壁碳纳米管、过氧化氢和七水硫酸亚铁的用量对所制备材料的电催化析氧性能的影响，同时对产物进行了XRD、SEM、I/E、稳定性等表征。结果 研究结果表明，当使用0.300 0 g包镍多壁碳纳米管、0.700 0 g七水硫酸亚铁和30%过氧化氢体积为40.0 mL时，在120℃温度条件下，以预处理的泡沫镍为基底，水热反应6 h可成功制备出FeOOH@CNT/NF电催化析氧材料。结论 所制备析氧催化剂在电流密度为50 mA/cm²时的过电位仅为254.7 mV,Tafel斜率为8.40 mV/dec,C_dl值为690 mF/cm²,并且在12 h内工作稳定。     

氨基酸-镍析氢催化剂的水溶性及电化学性能

为开发水溶液中廉价金属为催化中心的高活性析氢催化剂,以金属镍代替贵金属铂,通过3种氨基酸(苯丙氨酸、谷氨酸和丝氨酸)的不同官能团调控催化剂水溶性并进行电催化性能试验。结果表明,当以水溶性的羧基或者羟基代替脂溶性的苯基时,催化剂水溶性显著提高;同时,电化学催化产氢结果表明,在MeCN/H₂O溶液,扫速为0.1 V/s及较低的催化电位下,催化剂表现出较好的催化产氢活性。     

化学镀铜对A2B7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。     

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.     

Ni-S合金析氢阴极的制备研究

以硫脲作为硫源,在改进的瓦特镀液体系中用电沉积方法获得N i-S合金镀层,系统地研究了硫脲浓度、电流密度、电沉积时间、镀液温度、pH值、有机添加剂等实验条件对N i-S合金电极析氢活性的影响.用重量分析法测定电沉积层中硫的含量,X-射线衍射技术表征镀层的晶形结构,稳态恒流极化法研究N i-S合金层的电催化活性.实验结果表明,电沉积得到的析氢活性较好的镍硫合金为非晶态结构和弱晶结构,硫含量为11.59%(重量比)时,N i-S合金电极具有优良的电催化性能,且在长期电解条件下电极仍有良好的析氢活性.