Ni/LaNi5多孔复合电极的制备及其析氢电催化性能

先电沉积Ni-Zn合金镀层,然后用浓碱将镀层中的锌脱溶,得到多孔镍,最后采用复合电沉积将LaNi5镶嵌到多孔镍表面,制备成Ni/LaNi5多孔复合电极。采用稳态极化曲线和交流阻抗谱对电极的电催化析氢性能进行了评价,并运用恒电位间歇电解和长时间电解,开路电位等研究了电极的电析氢稳定性。结果表明:Ni/LaNi5多孔复合电极的析氢表观交换电流密度分别是镍和多孔镍的172倍和26倍;多孔复合电极中的LaNi5具有稳定电极的作用,该电极比多孔镍具有更优异的抗断电性能。     

电沉积Ni-W-P合金催化析氢特性研究

用电沉积方法制备了Ni-W-P合金电极。研究了该电极在酸性溶液和碱性溶液中对析氢反应的催化活性和稳定性。结果表明,该电极具有较高的催化析氢活性和极好的长期电解稳定性。     

Ni-La-P合金电镀及其析氢电催化性能研究

用正交实验研究了Ni-La-P电沉积的最佳工艺条件，以此合金作阴极测得析氢阴极极化曲线，结果表明，合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍，析氢电势正移300～400mV，显示出含稀土La的镍基合金具有较高的析氢电催化活性。根据XPS谱图讨论了析氢电催化的机理。     

氧化铈-镍钨复合电极的制备及其析氢催化性能

以(200)择优取向的Ni-5W合金薄带为基体,采用脱合金法制备纳米多孔NiW后,再化学溶液沉积CeO₂制备CeO₂(200)晶面暴露的NiW-nano-CeO₂复合电极。采用AFM、XRD和XPS对电极形貌和表面结构进行表征。通过阴极极化曲线和电化学阻抗技术表征各电极的电解析氢行为。结果表明,(200)晶面暴露的纳米多孔NiW-CeO₂电极比Ni(111)晶面暴露的Ni-CeO₂电极和无择优取向的NiS-CeO₂和NiZn-CeO₂电极的析氢性能好,该复合电极具有比文献中所报道的共沉积的Ni-CeO₂更高的交换电流密度1.7×10^-1 A·cm^-2。在1.0 mol/L NaOH溶液中达到电流密度100 mA·cm^-2时,过电位比NiW-CeO₂电极和NiW电极分别降低55和81 mV。选择性暴露(200)晶面的CeO     

电沉积Ni-Fe-P非晶合金析氢阴极材料及其去合金化处理

目的 提高Fe电极的催化析氢性能。方法 较低温度条件下，在Fe基体表面电沉积一层非晶态Ni-Fe-P镀层，探究沉积电流密度、去合金时间等参数对Ni-Fe-P/Fe电极在碱性电解质中的电催化析氢反应的影响。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射对镀层的形貌、元素分布、物相进行分析。在碱性溶液中，利用电化学工作站对电极进行一系列性能测试。结果 在沉积温度为10 ℃的条件下，于Fe电极表面成功制备出了致密且元素分布均匀的Ni-Fe-P非晶合金镀层。获得的Ni-Fe-P/Fe电极电催化性能均优于Fe电极，其中电流密度30 mA/cm2条件下制备的Ni-Fe-P/Fe电极在析氢电流密度为10 mA/cm2时的过电位为174.2 mV，比Fe电极低约466.2 mV。在相同条件下制备的Ni-Fe-P/Fe电极，经240 s去合金化处理，电极过电位仅为121.6 mV，比Fe电极低约518.8 mV。结论 电沉积的Ni-Fe-P非晶合金镀层可以显著提高Fe电极的析氢性能。随着沉积电流密度的增加，Ni-Fe-P/Fe电极的析氢过电位减小，双电层电容和电化学工作表面积增大。对镀层进行适当的去合金化处理，形成的三维多孔结构可以减小电极的电荷转移电阻，有效降低电极的析氢过电位。     

电沉积工艺参数对镍-钼-锌三元合金电极析氢催化性能的影响

目的采用直流电沉积法在铜基底上制备镍-钼-锌三元合金电极,提高电解水析氢过程中阴极电极的效率。方法使用电化学工作站研究不同电沉积工艺参数对镍-钼-锌三元合金镀层析氢性能的影响,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)对合金镀层表面形貌、相结构及元素含量进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)对析氢过电位进行测量,采用塔菲尔极化获得塔菲尔斜率,采用电化学阻抗法(EIS)表征合金镀层的析氢催化性能。结果最佳工艺参数为:温度45℃,p H=10.5,电流密度100 mA/cm~2。该合金在10 mA/cm~2下相对氢标电位仅为139 mV,塔菲尔斜率为103 mV/dec,活化电极电阻(Rct)随着电压的升高而降低。合金中Ni、Mo和Zn的原子比分别为68.23%、10.09%和21.68%。合金镀层为非晶结构,表面是纳米级颗粒堆叠而成的粗糙形貌。结论不同的工艺参数对Ni-Mo-Zn电极析氢性能有着重大影响,其析氢性能随着p H值的升高而上升,随着电流密度的升高而先增后减,随着电沉积温度的升高而上升。Ni-Mo-Zn高的析氢性能源于其元素协同作用、非晶结构和粗糙表面。     

钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能

目的降低电极的析氢过电位,提高析氢性能,从而降低电解水制氢的成本,促进氢储能技术的发展。方法通过异相共沉积法,制备了镍钴合金电极。利用场发射扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)对纯镍电极及镍钴合金电极进行表征,采用阴极极化曲线(LSV)探究了电沉积液中Ni/Co元素的比例、电沉积电位及电沉积时间对镍钴合金电极析氢性能的影响。结果 SEM结果揭示了纯镍电极及镍钴合金电极表面分别是粒径约为100 nm左右的镍颗粒和镍钴颗粒。EIS结果说明了镍钴合金电极的导电性能优于纯镍电极。此外,纯镍电极、镍钴合金电极的阴极极化曲线测试表明在电流密度为30 mA/cm~2时,镍钴合金电极的析氢过电位比纯镍电极降低55 mV,降低了近20%。结论通过异相共沉积法制备镍钴合金电极,制备方法简单、方便、快速,其析氢性能优于纯镍电极。镍钴合金电极的最优制备工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 27 g/L,CoSO_4·7H_2O_3 g/L,H_3BO_3 10 g/L,Na_2SO_4 10 g/L,柠檬酸10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,pH值4.0,电沉积电位-1.3 V,电沉积时间10 s。     

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的 采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法 使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果 最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm²,沉积时间60 min,温度30 ℃。在1.0 mol/L KOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm²下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24 h时电流密度保持稳定,2 000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论 稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。     

Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀层

研究了化学复合镀Ni–P–纳米TiO2粒子涂层的工艺过程和涂层性能。结果显示超声分散再加上表面活性剂可以使TiO2粒子得到充分分散。所获得的Ni–P–纳米TiO2粒子复合涂层和Ni–P合金涂层相比具有更高的硬度和高温抗氧化性能。镀层热处理后,Ni–P–纳米TiO2粒子复合涂层的硬化峰值出现在500 左右。化学镀Ni–P合金涂层的硬化峰值在400 左右。     

钨含量对铝合金化学镀Ni-W-P硬度和耐磨性的影响

研究铝合金化学镀Ni-W-P三元合金的耐磨性能,探讨钨含量对铝合金（LY12）化学镀Ni-W-P耐磨性和硬度的影响。结果表明：铝合金表面化学镀Ni-W-P三元合金在400℃加热1h后,表面硬度达HV251080,表面硬度和耐磨性均较基体提高10倍以上;但过高的W含量,使得表面硬度下降。磨损实验发现,试样产生了镀层碎裂和剥落现象。其主要原因是由于铝合金基体与镀层热膨胀系数的差异及Ni3P的析出导致应力过大,引起镀层硬度和耐磨性随着W含量的增加而下降。并用化学镀Ni-W-P合金沉积机理解释了镀层成分分布特征的形成原因。