Co-Mo-P@NPS作为析氢反应催化剂的研究

通过电沉积的方法在金属镍片上先电沉积银锡合金,再通过去合金的方法去除合金中的锡元素,制备出纳米多孔银(NPS)结构,然后通过电沉积法将Co-Mo-P负载在纳米多孔银上,并测试其在1mol·L~(-1)KOH碱性条件下的析氢性能。结果表明Co-Mo-P@NPS的析氢过电位在10m A·cm~(-2)时比Co-Mo-P低36mV。通过测试循环伏安曲线计算双电层电容可以看出Co-Mo-P@NPS比Co-Mo-P拥有更多的电化学反应活性面积。并且Co-Mo-P@NPS具有很好的电催化析氢稳定性。     

Pd/WS2二维复合材料的制备及电解水制氢性能研究

首先通过锂离子插层制备了薄层WS_2纳米片,并采用软模板法在纳米片上负载了Pd纳米颗粒,得到Pd/WS_2复合材料。X射线衍射光谱(XRD)和透射电子显微镜(TEM)的结果表明Pd颗粒均匀地负载在了WS_2纳米片上。随后在H_2SO_4水溶液中对该复合材料进行电解水析氢性能测试,线性扫描伏安法(LSV)结果表明:复合材料的析氢起始电位为155 mV,塔菲尔斜率为121.79 mV·dec~(-1),总体催化性能相比于单纯的WS_2纳米片和Pd金属颗粒有很大的改善,也优于当前商用的Pd/C催化剂。采用循环伏安法(CV)测试其稳定性,结果表明Pd/WS_2复合物电极具有优良的电催化析氢稳定性。     

Ni-Sn合金的电沉积过程与析氢性能研究

利用循环伏安曲线研究了Ni2+、Sn2+络合离子的电沉积过程,在镍网基体上采用恒电位法电沉积制备了Ni-Sn合金。室温条件下,在30%KOH溶液中测试纯镍、雷尼-Ni和Ni-Sn合金电极的阴极极化曲线,比较三种电极的催化析氢性能。结果表明,Ni-Sn合金可以提高镍的催化析氢性能。在室温25℃,阴极极化电流密度20A/dm2和30A/dm2时,Ni-Sn合金电极的析氢过电位分别为137mV和161mV,低于雷尼-Ni电极的299mV和341mV。     

钴钨复合电极在碱性介质中的电催化析氢性能

为提高电极的电催化析氢性能,在钴电沉积中加入钨粉,制得钴钨复合电极,采用阴极极化曲线法、交流阻抗技术和扫描电子显微技术研究了电极在碱性介质中的催化析氢性能。与钴电极相比,钴钨复合电极表面粗糙,具有较大的交换电流密度和较小的析氢反应电阻。结果表明：复合电极的电催化析氢性能优于钴电极。     

电沉积Ni-Mo-Fe-La合金析氢电极的工艺研究

采用电沉积法制备了La掺杂的Ni-Mo-Fe-La合金,并探究了氯化镧浓度、钼酸钠浓度、电流密度、沉积时间等工艺参数对Ni-Mo-Fe-La合金析氢性能的影响,并与Ni-Mo-Fe合金的析氢性能进行了对比。结果表明,在最佳工艺条件下,电沉积法制备的Ni-Mo-Fe-La合金具有优于Ni-Mo-Fe合金的催化析氢活性。Ni-Mo-Fe-La合金具有较大的比表面积与交换电流密度、较小的表观活化能与析氢反应电化学阻抗,且耐腐蚀性能较强。扫描电镜结果显示Ni-Mo-FeLa电极表面由许多细小颗粒组成,电极表面致密且粗糙。     

电沉积制备Ni-P非晶态催化电极上的析氢反应

用直接电沉积法在室温下制备出不同磷含量的Ni-P合金电极,用恒电流极化法研究了电极在20℃的1 mol/L KOH溶液中作为析氢反应阴极的催化性能,并用XRD及SEM方法研究了Ni-P合金镀层的组织结构. 实验结果表明,磷含量为8.49 at%的Ni-P合金电极具有优良的催化性能,在150 mA/cm2的电流密度下,析氢反应过电位最低,约为95 mV, 比纯镍电极低342 mV, 低电流密度区的Tafel斜率为65.4 mV/dec, 表现出良好的析氢催化活性, 这种高催化活性与镀层磷含量及组织结构有关.     

镍元素对HKTS析氢电位的影响

为了降低硫代锡酸盐(HKTS)的析氢过电位,得到析氢性能较好的电催化析氢催化剂,通过将镍元素引入到HKTS中制备出Ni-HKTS电极.比较了在不同浓度的镍溶液中制备的Ni-HKTS电极材料的析氢性能,同时通过交流阻抗(EIS)、线性伏安(LSV)等电化学测试以及XRD、SEM、EDS、FT-lR、Raman等表征手段对...     

溶胶凝胶法制备二硫化钼干凝胶复合电极和电化学性能表征

通过溶胶凝胶法在泡沫镍表面滴涂二硫化钼干凝胶复合材料来制备析氢电极。通过改变不同的溶液配比来改变复合材料的形貌和结构,利用泡沫镍和复合材料的高催化性、高比表面积和高电导性的特性,研究不同形貌和结构的复合电极对析氢效果的影响。运用多种分析测试技术对制备的复合材料进行表征,并通过电化学方法对复合电极的析氢性能进行研究,研究表明当0.01 mol·L-1钼酸钠-0.4 mol·L-1硫脲配比溶液在水热反应下生成二硫化钼,然后通过溶胶凝胶法制备二硫化钼无机干凝胶滴涂在泡沫镍表面,复合材料的电催化析氢性能最好。     

碳纳米管化学镀镍及镀层析氢催化性能研究

研究了在碳纳米管上化学镀Ni-P的工艺及镀层析氢催化性能.用扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌,用能谱成分分析仪(EDS)对镀层进行了成分分析,用X射线衍射仪(XRD)对镀层进行了物相分析,最后通过电化学实验测试了镀层的析氢催化性能.结果表明:镍包裹碳纳米管/Ni-P镀层的交换电流密度较大,具有良好的析氢催化活性.     

磷化铁的制备及其电催化析氢和析氧性能研究

磷化铁是一种高效析氢和析氧催化剂,为了提高其催化性能,制备了具有多孔结构和均一形貌的FeP,并对其进行了电催化性能分析。分别在酸性和碱性溶液中考察了该催化剂的析氢催化性能,结果表明,该催化剂在碱性测试环境中的催化活性优于酸性条件下的催化活性。另外,在碱性测试环境中,FeP催化剂也表现出很好的析氧催化性能,当电流密度达到10 m A/cm2时,需要的过电位为380 m V,并且具有较小塔菲尔值,约为73 m V/dec。此外,该催化剂还表现出很好的催化稳定性。     

电催化析氢反应催化材料的研究进展

氢能源作为21世纪的理想新能源,备受社会各界的关注。制取氢气的方法主要有3个大方向:化石能源制备氢气、生物能制备氢气、电解水制备氢气。电解水产生氢气更高效、安全和低成本,且电解水制氢是最环保、产物纯度最高的制备方式。目前,贵金属铂是电催化析氢反应中催化性能最好的催化材料,但昂贵的价格及在自然界中的低储量限制了其大规模的应用。近年来,人们对析氢催化材料进行了大量的研究与优化,以期开发出高效且低价的析氢反应(HER)中的催化材料。本文综述了HER中的析氢催化材料的研究进展,并对其未来的发展进行了展望。     

甲醇在聚苯胺修饰铂钼共沉积电极上的催化氧化

用恒电位法和循环伏安法在铂电极上分别制备了聚苯胺修饰的分散氢钼青铜电极和分散铂电极,以及聚苯胺修饰的不同铂钼比例的铂与氢钼青铜共沉积电极。用循环伏安法研究了制备电极在c(H2SO4)=0.5mol/L水溶液中的电化学行为,以及对c(CH3OH)=0.1 mol/L的催化氧化行为。其中,分散氢钼青铜电极对甲醇无催化氧化的作用,铂与氢钼青铜共沉积电极对甲醇的催化氧化效果优于分散铂电极。铂-氢钼青铜共沉积电极对甲醇氧化的催化能力与共沉积铂钼的比例有关,当制备电极所用的溶液中n(氯铂酸)∶n(钼酸钠)=2∶1时,共沉积电极对甲醇的催化氧化活性最高,此时甲醇在共沉积电极上的氧化峰电流是单纯铂电极的2.632倍。     

Ni/CB析氢电极的制备工艺研究

采用压膜的方法制备多孔Ni/CB析氢膜电极,研究析氢电极的制备工艺对电极性能的影响.通过电子扫描电镜(SEM),阴极极化曲线研究了聚四氟乙烯(PTFE)和乙炔黑含量,以及集流体对析氢电极催化性能的影响.研究结果表明,PTFE的含量、乙炔黑的含量及集流体的目数等工艺参数对Ni/CB多孔析氢膜电极的析氢催化活性有显著的影响.     

MoS2/Y分子筛微生物电解池阴极材料制备及其电化学性能

采用水热法合成了一系列不同比例的MoS₂/Y分子筛复合物,并将其制成碳基复合电解池阴极。线性扫描伏安法（LSV）测试表明,当MoS₂和Y分子筛质量比为5∶2、碳纸负载量为1.5mg/cm²时,阴极催化析氢性能最佳。通过SEM、TEM、XRD、XPS和BET对复合材料进行表征,SEM测试表明MoS₂/Y分子筛为片状和八面体相互交织叠加的云状形貌。BET测试表明其具有排列规整的微孔-介孔多级孔道结构,利于加速H⁺还原和H₂扩散。本文还考察了以MoS₂/Y分子筛作为微生物电解池（MEC）阴极的析氢性能。在MEC运行5个周期的产氢实验中,MoS₂/Y分子筛所产生的平均最大电流密度、氢气产率和产氢量等都高于Pt电极,且具有长期稳定性。因此,MoS₂/Y分子筛是一种适于实际应用的析氢催化剂。     

金属有机骨架衍生的自支撑Co9S8/Ni3S2纳米片阵列用于高效电催化分解水性能研究

采用简单、可控的阳离子交换法和水热法在导电基底上成功构筑了具有自支撑纳米片阵列结构的Co_9S_8/Ni_3S_2电催化剂,在碱性电解液(1 mol/L KOH)中,采用三电极体系分别研究了Co_9S_8/Ni_3S_2的电催化析氧和析氢性能。在析氧性能测试中,Co_9S_8/Ni_3S_2/NF电催化剂获取50、100 mA/cm~2的催化电流密度所需要的过电位仅为230、280 mV。而在析氢性能测试中,Co_9S_8/Ni_3S_2/NF电催化剂获取-100 mA/cm~2的催化析氢电流密度所需的过电位仅为129 mV,同时该催化剂表现出了优异的电催化稳定性,其优异的电催化性能归因于其自支撑纳米片阵列结构,可提供更多的活性位点。     

氨基磺酸盐-硫酸盐混合溶液中锌-锰合金的电沉积

本文研究了氨基磺酸盐-硫酸盐混合溶液中锌-锰合金的电沉积机理。实验结果显示，在低电流密度区获得哑光镀层，锰离子的催化析氢作用降低了合金沉积效率．玻璃化炭黑上的伏安试验显示锌沉积过程中的第一个电子转移较慢，阳极溶出伏安试验显示锌合金的异常共沉积导致富锌中间相的产生。     

活性镍纳米电极的制备及其电化学性能

针对海水防污技术研究了两种镍电极在海水中的析氢性能.采用交流电在阳极氧化铝(AAO)模板上沉积镍纳米线与化学镀结合的方法制备了镍纳米电极,用机械抛光的方法制备了镍本体电极.用SEM表征了AAO模板与镍纳米线阵列,用XRD表征了两种电极的结构.循环伏安、极化曲线和交流阻抗的测试表明纳米电极具有较大的活性面积,更好的析氢催化活性和更小的析氢反应电阻.尤其在电流密度为100mA/cm2时,纳米电极的极化电位比镍本体电极正移约357mV,表现出更好的析氢性能.     

微量氯离子对氧化钌析氧性能的影响

电解水制氢是目前最具潜力的绿氢制备技术。众所周知，电解液中含有大量氯离子会降低催化剂的活性和稳定性从而导致电解水效率下降。然而，目前的研究并未涉及微量氯离子(μg/L)对于催化剂性能的影响。借助于循环伏安扫描法、伏安线性扫描法、电化学阻抗谱等手段，仔细研究了微量氯离子在酸性介质中对二氧化钌(RuO₂)析氧性能的影响，发现在含有极低浓度氯离子(μg/L)硫酸溶液中RuO₂的析氧反应活性和稳定性均有小幅度下降。     

复合电沉积镍钼合金的Taguchi设计

镍钼合金镀层用于电极表面处理能提高其析氢催化性能。采用Ｔａｇｕｃｈｉ试验设计镍钼合金电镀工艺。阐述了Ｔａｇｕｃｈｉ设计方法的原理,通过正交试验优出一种镍钼合金电镀的最佳工艺,大大降低了镍钼合金镀层的析氢性能。     

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。