电沉积CoLa-LDH@NF用于高效碱性析氧反应

开发高效稳定的析氧电催化剂是可持续发展氢能源的关键。简单快速制备层状双金属氢氧化物催化剂对电解水制氢的工业化具有重要意义。以六水合硝酸钴、六水硝酸镧为原料,利用三电极体系电化学工作站,在镍网上快速（90 s）电沉积制备出CoLa-LDH@NF,采用XRD、XPS、SEM和各种电化学方式表征其结构和性能。结果表明,纳米片状CoLa-LDH@NF在1 mol/L KOH溶液中具有优异的析氧催化性能。超薄片状结构增加CoLa-LDH@NF与电解液的接触面积,增大了参与反应的有效活性位点数。驱动10 mA/cm²的电流密度需要过电位为251 mV,塔菲尔斜率为47 mV/dec,具有良好的析氧稳定性和耐久性。     

锡锑氧化物中间层对钛基阳极氧化MnO2电极性能的影响

将锡锑氧化物用作钛基MnO2电极的中间层可改善电极性能,目前在钛基锡锑氧化物中间层上多采用热分解法制备MnO2层制成电极,而很少采用电化学方法.为此,先在钛片上涂及SbOx + SnO2中间层,然后在其上在MnS04溶液中阳极氧化制备MnO2层,最终制成Ti/SbOX + Sn02/MnO2电极,通过暂态和稳态动电位极...     

pH值对阳极电沉积Mn-Mo氧化物结构与性能的影响

通过热力学计算修正的MnSO_4-SO_4~(2-)-H_2O镀液体系平衡电势E0-pH图,明确了363K和Mn~(2+)浓度0.2mol·dm-3时MnO_2物相结构材料阳极电沉积有效pH值范围,通过对氧化物结构表征及电化学性能测试获得了pH值的影响规律。结果表明:pH值在0.33~3.4时,随着pH值增大,有利于MnO_2物相结构Mn-Mo氧化物的有效析出,但pH值增大虽可提高阳极电沉积效率,却造成镀层质量变差,电催化性能明显劣化,镀液pH=0.5时获得的Mn-Mo氧化物具有优异的镀层质量和高的电催化性能。原因分析表明,该现象主要与氧化物制备过程中析氧反应的竞争密切相关:pH值较小时,竞争析氧反应造成固液界面搅动,抑制氧化物枝晶生长,同时使扩散层减薄,促进氧化物在电极微观表面各处更多形核,细化晶粒,从而提高氧化物的电催化性能。     

Ru-Co-Ce复合氧化物阳极在碱性溶液中析氧性能研究

采用溶胶-凝胶法制备RuO2-Co3O4-CeO2(Ru-Co-Ce)复合氧化物电极,利用SEM、XRD对电极表面形貌及物相结构进行了表征,并通过循环伏安及阳极极化曲线等手段对1.0mol/L KOH溶液中电极的析氧反应(OER)活性及其动力学进行了系统研究。结果表明,稀土CeO2可细化RuO2晶相,提高电极活性表面积,其中40%(摩尔分数)CeO2复合氧化物电极具有最大的伏安电荷86.23mC/cm2,在过电位η=0.60V(Ag/AgCl)时,其反应表观活化能可低至22.76kJ/mol,具有最佳的析氧活性。电极在低过电位及高过电位区域Tafel斜率分别约为40、120mV,电极对OH-的反应级数均为1.0。     

电沉积非晶Ni-Fe-P涂层析氢催化性能研究

采用直流电镀技术,通过改变电沉积电流密度制备了不同的非晶Ni-Fe-P涂层。采用稳态极化技术比较不同电流密度下电镀Ni-Fe-P合金涂层电化学催化析氢活性,发现电流密度200A/m2电沉积的Ni-Fe-P合金涂层的电化学催化析氢性能最好。通过XRD分析镀层相结构,SEM观察涂层表面的微观结构及EDX分析表面成分,研究影响非晶Ni-Fe-P合金涂层的析氢电催化活性原因。结果表明,影响非晶Ni-Fe-P合金涂层电催化活性的主要因素是镀层中Fe、P元素含量。当Fe的含量最大18.63%(原子分数),P的含量最小13.14%(原子分数)时,非晶Ni-Fe-P涂层电催化析氢活性最好。2     

硫酸溶液中铅系析氧阳极的应用研究

本文对铅及铅－锑合金在硫酸水溶液中作析氧阳极的氧化特点、腐蚀行为及极化特性进行了研究。结合硝基苯电解还原制对氨基苯酚这一过程，在这实验室小试及工厂中试的基础上，讨论了该类阳极加工，维护及操作等问题。     

锌电沉积阳极的研究进展

锌电沉积生产中,传统铅阳极因成本低、导电性好、易加工等优点而被广泛应用,但铅阳极在电解过程中的腐蚀也导致锌产物污染、电解液污染及阳极损耗等问题.提高阳极的电化学活性及耐蚀稳定性成为锌电沉积工艺的重要研究方向之一.近年来,学者们基于铅阳极的耐腐蚀机制,研发了多种电化学性能优异的耐腐蚀阳极,包括铅合金阳极、复合PbO2阳极...     

活化和MnO2沉积提高碳纳米管超级电容器的性能

为了提高碳纳米管( carbon nanotubes,CNTs)超级电容器的性能,分别对 CNTs进行活化处理增大其比表面积和在CNTs表面沉积MnO2 引进赝电容,并利用TEM、BET、循环伏安和恒流充放电测试对实验样品进行了分析和表征。结果表明活化和MnO2 沉积有效地提高了 CNTs 超级电容器的性能。在充放电电流密度为 5mA/cm2 时,在 CNTs 的比容为46F/g的情况下,活化 CNTs和 CNTs/MnO2 复合物的比容分别达到87和150F/g,而且基于活化CNTs和CNTs/MnO2 复合物的超级电容器具有良好的功率特性。     

析氢催化电极的研究现状

综述了析氢反应中高催化活性电极的现状,并对析氢催化机理进行了评述。     

制备温度对改性二氧化铅电极材料析氧电催化性能的影响研究

通过直流阳极氧化复合电沉积法制备一种新型锌电积用β-PbO_2-MnO_2-WC-CeO_2节能催化阳极材料,采用循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)研究制备温度对阳极材料析氧电催化活性的影响。循环伏安测试结果表明,温度为65℃时制备的阳极材料具有较小的阳极峰电位(Ep=1.705V)和较大的阳极伏安电荷(q*=3.367×10~(-2)C),析氧电催化活性点最多,具有较好的电催化活性。交流阻抗测试结果进一步证实65℃时制备的阳极材料在电解锌溶液中具有更小的容抗弧,表明该电极材料在工业电解锌溶液中发生析氧反应需要克服的能垒小,电极反应速率较快,电催化活性较高。     

钛基Ru-La-Ti涂层阳极的电催化性能

利用热分解法制备了不同La含量的钛基Ru-La-Ti涂层阳极,并研究了所制备涂层的电催化性能。结果表明,在Ru-Ti涂层阳极中掺杂稀土元素La可以提高涂层阳极的电催化活性,且La的掺杂量存在一个最佳范围(La的摩尔分数O．2)。涂层阳极电催化活性提高的原因在于La的引入可以提高涂层的有效活性表面积。     

FeCoNiMoCr高熵合金薄膜电极的电催化析氧性能

用磁控溅射法在Ti基底上沉积了FeCoNiMoCr高熵合金薄膜并制成电极,用SEM和EDS观察和分析了电极表面和横截面的形貌和元素分布,用表面轮廓测量仪测量了电极的表面粗糙度,用XRD分析了电极的物相和结构,使用电化学工作站表征了电极的电化学性能.结果 表明,电极的表面粗糙、元素分布均匀,电极上的膜厚约为2.40 μm...     

中性体系中钴对镍电极析氧催化性能的影响

为了研究钴镍电极在中性体系中的电催化性能和催化循环稳定性,在金属钛电极上采用电沉积方法制备了不同钴含量的镍涂层电极,通过X射线衍射技术、扫描电镜技术、恒电流极化曲线和循环伏安等测试技术,探讨了不同钴元素的添加量对镍涂层电极在中性体系中析氧电催化活性和循环稳定性的影响.结果表明,添加适量的钴元素细化了镀层晶粒,增大了电极比表面积,提高了电极的析氧催化活性,其中添加40g/L CoSO_4·5H_2O时涂层的晶粒最细,继续增加钴含量颗粒变大但形状多面,比表面积没有减小,对电极析氧催化性能影响不大;同时钴的添加不利于晶体的结晶,降低了电极表面状态的循环稳定性能.     

铝基Pb-WC-CeO_2脉冲复合镀层阳极材料的电催化性能

目前,电镀锌工业常用的Ca、Co系铅基合金阳极成本高、性能不佳,不能广泛应用,将WC和稀土CeO2掺杂入铅及其合金可望解决上述问题。采用脉冲电镀在铝基体上制备了Pb-WC-CeO2复合镀层用作阳极材料。考察了正向脉冲参数(平均电流密度Jm,占空比r及正向电流时间ton)及镀液温度对复合镀层在模拟锌电解液中用作惰性阳极时的电催化性能,从节能高效角度优选出了脉冲工艺:Jm=0.12 A/cm2,r=20%,ton=200 ms,温度50℃。在此工艺条件下获得了具有较低析氧电位、较好电催化活性的阳极材料。     

稀土Ce对涂层阳极电催化性能的影响

在涂层阳极中掺入稀土Ce对电催化性能的影响报道较少.利用热分解方法在不同温度下制备了不同摩尔分数Ce的三元涂层Ru0.3Ti(0.7～x)CexO2,通过极化曲线测试、交流阻抗谱测试、扫描电镜观察,研究了所制备涂层的电催化活性.结果表明:Ce的掺入量有一个最佳范围,摩尔分数为0.2～0.3时涂层阳极电催化性能最好;适当的热分解温度有利于含Ce涂层阳极性能的提高,最佳温度为450℃;在阳极涂层中引入Ce可以提高其电催化活性.     

Delocalized Spin States in 2D Atomic Layers Realizing Enhanced Electrocatalytic Oxygen Evolution

The electrocatalytic activity of transition‐metal‐based compounds is strongly related to the spin states of metal atoms. However, the ways for regulation of spin states of catalysts are still limited, and the underlying relationship between the spin states and catalytic activities remains unclear. Herein, for the first time, by taking Ni^II‐based compounds without high or low spin states for example, it is shown that their spin states can be delocalized after introducing structural distortion to the atomic layers. The delocalized spin states for Ni atoms can provide not only high electrical conductivity but also low adsorption energy between the active sites and reaction intermediates for the system. As expected, the ultrathin nanosheets of nickel‐chalcogenides with structural distortions show dramatically enhanced activity in electrocatalytic oxygen evolution compared to their corresponding bulk samples. This work establishes new way for the design of advanced electrocatalysts in transition‐metal‐based compounds via regulation of spin states.     

Engineering Morphologies of Cobalt Pyrophosphates Nanostructures toward Greatly Enhanced Electrocatalytic Performance of Oxygen Evolution Reaction

Herein, a surfactant‐ and additive‐free strategy is developed for morphology‐controllable synthesis of cobalt pyrophosphate (CoPPi) nanostructures by tuning the concentration and ratio of the precursor solutions of Na₄P₂O₇ and Co(CH₃COO)₂. A series of CoPPi nanostructures including nanowires, nanobelts, nanoleaves, and nanorhombuses are prepared and exhibit very promising electrocatalytic properties toward the oxygen evolution reaction (OER). Acting as both reactant and pseudo‐surfactant, the existence of excess Na₄P₂O₇ is essential to synthesize CoPPi nanostructures for unique morphologies. Among all CoPPi nanostructures, the CoPPi nanowires catalyst renders the best catalytic performance for OER in alkaline media, achieving a low Tafel slope of 54.1 mV dec⁻¹, a small overpotential of 359 mV at 10 mA cm⁻², and superior stability. The electrocatalytic activities of CoPPi nanowires outperform the most reported non‐noble metal based catalysts, even better than the benchmark Ir/C (20%) catalyst. The reported synthesis of CoPPi gives guidance for morphology control of transition metal pyrophosphate based nanostructures for a high‐performance inexpensive material to replace the noble metal‐based OER catalysts.     

非晶态Fe-Mo合金在碱性溶液中的电催化析氢活性

研究了电沉积制备的非晶态Fe-Mo合金(组成分别为Fe82Mo18、Fe74Mo26和Fe71Mo29)电极在30％KOH溶液中,303～343K的温度范围内的析氢催化性能。三种非晶态合金都显示出较好的催化析氢活性。温度为343K,析H2电流密度为300nA／cm^2时的析H2过电位为150～157mV。非晶态Fe82Mol8、Fe74Mo26和Fe71Mo29合金上析H2反应的表观活化能分别为57．18,47．33,102．28kJ／mol。     

SbOx+SnO2中间层对Ti/MnO2阳极性能的影响

热分解方法制备了含SbOx SnO2中间层的钛基二氧化锰电极.极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱和加速寿命试验分析测试结果表明:SbOx SnO2中间层的引入,对电极表面活性反应点数目影响不大,但基体和涂层之间的接触电阻从12 Ω·cm-2降低至4.3 Ω·cm-2,并可显著延缓接触电阻的升高,二氧化锰阳极的寿命从32 h提高至140 h,其电催化性能也有了显著提高.