电沉积方法制备镍硫析氢电极及其电化学性能

采用恒电流电沉积方法制备Ni-S电极,通过极化曲线研究了硫脲质量浓度、电流密度、镀液温度、电沉积时间等对Ni-S电极析氢性能的影响,获得了较佳的制备工艺:NiSO4·6H2O187.2g/L,硫脲100g/L,H3BO340g/L,NaCl 20g/L,pH=4,电流密度30 mA/cm2,镀液温度55℃和电沉积时间1...     

钛基镍-铁合金电极的制备及其析氢性能

采用恒电位电沉积法,在钛板上制备Ni-Fe合金电极。通过测量Ni-Fe合金电极在1 mol/L NaOH溶液中的阴极极化曲线,讨论了电沉积液中FeSO_4·7H_2O质量浓度、电沉积电位和时间对Ni-Fe合金电极析氢性能的影响,得到电沉积的最优工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 100 g/L,FeSO_4·7H_2O 15 g/L,H_3BO_3 20 g/L,抗坏血酸5 g/L,十二烷基硫酸钠1 g/L,pH=3.5,温度25℃,电位-1.3 V(相对于饱和甘汞电极),时间30 s。当电流密度为0.05 A/cm~2时,Ni-Fe合金电极在1 mol/L NaOH溶液中的析氢过电位比Ni电极低23%。Ni-Fe合金电极表面比Ni电极表面粗糙,其表面的Ni、Fe含量比约为2:3。     

高活性镍钴铁三元合金电极的制备及析氢性能研究

为进一步提高镍基电极的析氢性能,采用恒电位沉积法,通过改变镀液中各合金的质量浓度比、沉积电位、沉积时间等条件,制备出一种高活性的镍钴铁三元合金电极。通过测定电极在1 mol/L的NaOH溶液中的极化曲线,得到最佳的沉积工艺条件为:36.25 g/L NiSO_4·6H_2O,1.25 g/L NiCl_2·6H_2O,5 g/L CoSO_4·7H_2O,7.5 g/L FeSO_4·7H_2O,10 g/L H_3BO_3,0.5 g/L抗坏血酸,1 g/L十二烷基硫酸钠,pH=4.0,电沉积电位-1.45 V,电沉积时间300 s。阴极极化曲线测试结果表明在5 A/dm^2的条件下,镍钴铁三元合金电极的析氢过电位降低至121 mV,相比于纯镍电极过电位降低近50%,相比于镍钴电极过电位降低近35%。     

循环伏安法电沉积镍-钴-磷/泡沫镍电极及其析氢催化活性研究

以泡沫镍(NF)为基体,采用循环伏安(CV)电沉积法制备Ni-Co-P/NF催化电极,电沉积液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 0.07 mol/L,CoSO4·7H2O 0.03 mol/L,NaH2PO2·H2O 0.6 mol/L,扫描电位区间−0.6~−1.2 V(相对于饱和甘汞电极),扫描速率0.01 V/s,扫描14次。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了电极的表面形貌和元素组成。通过阴极极化曲线和塔菲尔斜率对比了NF、Ni-P/NF和Ni-Co-P/NF电极在1 mol/L NaOH和0.5 mol/L H2SO4溶液中的析氢催化活性,并通过循环伏安和电流密度−时间曲线测试了电极的稳定性。结果表明,Ni-Co-P/NF电极在碱性和酸性条件下都表现出优于Ni-P/NF的析氢活性和稳定性。     

电解水Ni-S电极合金的研究

采用电沉积法在镍网上制备Ni-S合金，在固定的溶液组成、电镀的电流密度和温度的条件下，研究电沉积时间对电极析氢过电位的影响。试验结果表明，与未镀合金的电极相比，Ni-S合金电极的析氢过电位可降低130mV，具有很好的析氢反应活性。     

Cu_2O/TNTs电极的制备及其光电催化还原CO_2合成甲醇研究

以钛阳极氧化制备的TiO_2纳米管(TNTs)阵列为载体,采用脉冲电沉积法将Cu_2O沉积到TNTs的管壁上,制备了Cu_2O/TNTs电极。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对电极的形貌以及沉积物价态进行了表征。通过循环伏安、光电流-时间曲线测试,研究了沉积电位以及沉积电量对电极光电催化性能的影响。结果表明:脉冲电沉积的沉积物为Cu_2O纳米颗粒。制备的Cu_2O/TNTs电极光电活性及稳定性明显优于Cu_2O/Ti电极。电位-0.5 V(相对于饱和甘汞电极)下脉冲沉积60mC制备的电极对CO_2还原具有较高的光电催化活性。在装有100 m L 0.1 mol/L NaHCO_3溶液的自制密闭反应器中利用Cu_2O/TNTs电极光电催化还原CO_2,合成的产物主要为甲醇,还原5 h后甲醇含量达到6.05 mg/L。     

复合电沉积制备镍-石墨烯电极及其电催化析氢性能研究

以紫铜为基体,电沉积制备了镍还原氧化石墨烯(Ni-RGO)复合电极,研究了石墨烯质量浓度、电流密度、pH、温度和时间对Ni RGO复合电极的电催化析氢性能。得到最佳配方和工艺条件为:Ni(NH2SO3)2·4H2O 350 g/L,NiCl2·6H2O 10 g/L,C6H8O7·H2O 5 g/L,H3BO320 g/L,十二烷基苯磺酸钠0.12 g/L,RGO 0.16 g/L,pH 3.5,温度40°C,电流密度5 A/dm^2,时间10 min。该条件下所得Ni-RGO复合电极的电催化析氢性能最佳。     

电沉积制备泡沫镍/镍–硫–二氧化钛复合电极及其析氢催化活性

以泡沫镍为基体,利用电沉积法制备Ni–S–TiO_2多孔复合电极,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 180~250 g/L,H_3BO_3 35~40 g/L,硫脲100~150 g/L,TiO_2纳米微粒(粒径约为20 nm)5~20 g/L,表面活性剂0.1 g/L,pH 3.5~4.0,温度45°C,电流密度30 mA/cm~2,机械搅拌速率250~300 r/min,时间30 min。研究了镀液中TiO_2添加量对复合电极析氢活性的影响。采用扫描电镜和X射线衍射仪表征了Ni–S–TiO_2复合电极的表面形貌和晶态结构。利用阴极极化曲线和电化学阻抗谱测试研究不同电极在1 mol/L NaOH溶液中的析氢催化活性,并通过计时电位法研究电极的稳定性。结果表明,Ni–S–TiO_2电极由纳米TiO_2粒子相和非晶态Ni–S相构成,其析氢催化活性和稳定性优于Ni–S电极。     

镍-钨/二氧化锆纳米复合电极析氢性能的研究

在含有20g/L硫酸镍、45 g/L钨酸钠、50 g/L配位剂和10g/L二氧化锆(粒径约20 rim)的溶液(pH=6)中,电沉积制备了Ni-w/ZrO,纳米复合电极.通过电化学方法研究了该纳米复合电极在质量分数为30%的NaOH溶液中的催化析氢性能,并与Ni-W合金电极进行了对比.利用扫描电镜观察了电极的表面形貌.结果表明,Ni-W/ZrO2纳米复合电极的催化析氢活性及稳定性均优于Ni-W合金电极.     

Cu欠电位沉积法制备高效Pt/碳布析氢电极

以阳极氧化处理的碳布(ACC)为导电基体,利用Cu的欠电位沉积(UPD)和Cu与Pt金属前驱体之间的置换反应制备了Pt/碳布(Pt/ACC)电极材料,对其微观结构进行了表征并考察了其电催化分解水制氢性能。结果表明,通过控制Cu的沉积电位可以有效地控制Pt的负载量和其在ACC表面的分散状态。随着沉积电位在0.32~0.15 V vs.RHE变化,Pt/ACC电极材料中Pt的负载量呈线性增加;在0.5 mol/L H2SO4溶液中的产氢反应结果表明,随着Pt负载量的增加,析氢起始电位逐渐降低,当沉积电位为0.15 V vs.RHE时,Pt在ACC表面的负载量为588μg/cm2,所得Pt/ACC电极材料起始电位为-0.05 V vs.RHE,且达到10 m A/cm2电流密度所需的过电位仅为56 m V,Tafel斜率为34.2 m V/dec,电极的催化产氢活性与块体Pt箔相近。     

电沉积制备镍-铁-钨合金析氢电极的工艺研究

以紫铜片为基体电沉积制备了Ni–Fe–W合金电极。研究了镀液中不同组分的浓度和工艺条件对Ni–Fe–W合金析氢性能的影响,得到最佳镀液配方和工艺条件为:NiSO4·6H2O80g/L,FeSO4·7H2O20g/L,Na2WO4·2H2O0.020mol/L,Na3C6H5O7·2H2O 0.5 mol/L,H3BO3 0.65 mol/L,Na2SO4 0.1 mol/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,pH 5~6,温度30°C,电流密度4 A/dm2,磁力搅拌800 r/min,时间30 min。在该条件下所得Ni–Fe–W合金电极表面Ni、Fe和W的原子分数为63.79%、34.35%和1.86%,具有较大的比表面积,在30%KOH溶液中的析氢催化活性较好。     

Ni-Mo合金电极的制备条件对其析氢性能的影响

采用电沉积技术制备了N i-M o合金电极,研究了电流密度、pH、温度对电极析氢催化活性的影响,得出了较适宜的工艺配方,该配方下制备的合金结构介于晶态和非晶态之间,具有较好的析氢催化活性。在28%的KOH溶液中,析氢电流密度为100 mA/cm2时,析氢电位比N i电极降低近300 mV。     

脉冲电沉积镍-铜合金

采用脉冲电沉积技术在304不锈钢表面制备Ni-Cu合金镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4ꞏ6H2O 200g/L,CuSO4ꞏ5H2O 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.2 g/L,柠檬酸钠80 g/L,糖精0.2 g/L,pH 4.0,温度25°C,搅拌速率30 r/min,平均电流密度40~120 mA/cm2,脉冲频率0~100 Hz,占空比20%~90%,时间30 min。研究了平均电流密度、脉冲频率和占空比对Ni-Cu合金镀层的元素组成、表面形貌和显微硬度的影响,得到较优的工艺参数为:平均电流密度40 mA/cm2,脉冲频率50 Hz,占空比60%。该条件下所得Ni-Cu合金镀层由质量分数分别为56.53%和43.47%的Ni和Cu组成,呈“菜花”状形貌,结晶细致、均匀,显微硬度为614.4 HV。     

电流密度对电镀铜-镍合金微观结构和耐蚀性的影响

采用直流电沉积法在高锰铝青铜基体上制得Cu-Ni合金镀层,镀液组成和工艺条件为:CuSO4·5H2O 20 g/L,NiSO4·6H2O 84 g/L,C6H5O7Na3·2H2O 75 g/L,十二烷基硫酸钠0.5 g/L,H3BO320 g/L,电流密度15~30 mA/cm^2,pH 7,温度55℃,搅拌速率300 r/min,时间60 min。研究了电流密度对Cu-Ni合金镀层元素成分、微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明,在电流密度30 mA/cm^2下所得到的Cu-Ni合金镀层最厚,为25μm,耐蚀性最好,经乙酸盐雾试验168 h后表面仅有几个微小的腐蚀坑。     

酰基吡唑啉酮配合物-玻碳复合修饰电极测定甲基苯酚的研究

制备了一种新型复合膜修饰电极[GdL3(HL)]·H2O(HL=1-对甲苯基-3-甲基-4-(α-呋喃甲酰基)-5-吡唑啉酮)/聚2,2-联吡啶(Pbpy)/玻碳电极(GCE)。运用循环伏安法(CV)和脉冲伏安法(DPV),研究了电极对食品添加剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)的电化学反应与机理。与裸电极和Pbpy/GCE相比,新修饰电极测定BHT的氧化峰电流和灵敏度均显著提高。在pH=5.0,该修饰电极测试的CV曲线于Ep=0.212V处出现一个灵敏的氧化峰。峰电位差△Ep较GCE、Pbpy/GCE分别降低400mV、42mV,峰电流明显增加。在最佳条件下,氧化峰电流与BHT浓度于6.0×10-6~2.0×10-4mol·L-1范围内呈现良好的线性关系,检出限为1×10-8mol/L。