电沉积制备Ni-S涂层电极的研究

以泡沫镍为基体电沉积制备了Ni-S涂层电极.通过对电流密度、电沉积温度、电沉积时间和镀液pH值等条件对涂层析氢性能影响的研究,确定了适宜的电沉积工艺条件;电极涂层的XRD、SEM测试结果表明涂层为非晶态结构、表面颗粒大小均匀且具较大表面积;电解过程中出现了Ni3S2由非晶态向晶态的转变,由于Ni3S2具有较强的吸附氢能力,是析氢反应的催化活性中心,电解过程中Ni3S2的出现降低了电极的析氢电位.模拟电解水实验结果表明泡沫镍基Ni-S涂层电极较Raney-Ni电极具有更好的析氢活性.     

钛基复合镀Pt-ZrO2电极镀层及其析氢电催化性能

为了寻找电化学工业理想的电催化电极,通过复合电沉积技术制备了钛基复合镀Pt-ZrO2电极.测试证明,Pt-ZrO2电极镀层结合力强、硬度高、耐腐蚀和耐热性能优良.钛基复合电沉积Pt-ZrO2电极作为阴极,在300g/L NaCl溶液中(60℃,阴极电流密度300 mA/cm2)电解能降低氢超电势580 mV.结果表明,钛基复合镀Pt-ZrO2电极是优良的析氢电催化电极,电催化性能的增加除了较小的反应电阻外,较大的表面粗糙度也是一个重要因素.     

电沉积RE-Ni-Fe-P-PTFE复合镀层的研究

在铜片上进行了RE-Ni-Fe-P-PTFE复合镀层的电沉积试验,探讨了表面活性剂、PTFE乳液悬浮量以及稀土离子对镀层中PTFE含量的影响.结果表明,控制稀土镧等元素的加入量3g/L,PTFE复配乳液悬浮量50 mL/L,温度55℃,电流密度10 A/dm2进行电沉积,可以制备出表面平整、摩擦系数显著降低的RE-Ni-Fe-P-PTFE复合镀层.     

复合电沉积制备（Ni-Mo）-TiO2电极及其电催化析氢性能

为开发新型廉价高效的析氢材料,用恒电流复合电沉积方法制备了(Ni-Mo)-TiO2复合电极,讨论了TiO2悬浮量和电沉积时间对电极催化析氢性能的影响.用XRD和SEM对电极的晶体结构和表面形貌进行了表征,以稳态极化曲线对电极的催化析氢特性进行了评价.结果表明,(Ni-Mo)-TiO2电极是纳米TiO2粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合电极.电极具有较高的催化析氢活性.在25℃、0.5mol.dm-3H2SO4溶液中其表观交换电流密度是Ni-Mo合金电极的2.6倍,是Ni电极的60倍.在电流密度为100mA·cm-2时,电极电势相对于Ni-Mo电极正移了120mV,相对于Ni电极正移了542mV.催化活性的提高源于反应机理的改变,表观活化吉布斯自由能相对于Ni-Mo合金电极降低了24.48kJ·mol-1.     

AC/Ni-Co复合电极材料的制备及其催化析氢性能

采用复合电沉积法制备了AC(活性炭) / Ni-Co 复合电极。XRD 和SEM 测试结果表明, AC 微粒的复合未改变Ni-Co 合金电极的物相结构, 但使镀层的表面粗糙度和真实表面积增大。通过稳态阴极极化曲线和电化学交流阻抗技术考察了不同电极在1 mol·L-1 NaOH 溶液中的催化析氢性能, 结果表明, 镀液中AC 含量为3 g·L-1时所制备的AC/ Ni-Co 复合电极较Ni 电极和Ni-Co 合金电极具有更高的催化析氢活性, 电流密度为30 mA·cm-2时, 析氢反应极化电位分别比Ni 电极和Ni-Co 合金电极正移230 mV 和140 mV , 表观交换电流密度分别是Ni 电极和Ni-Co 合金电极的42 倍和9 倍, 复合电极催化析氢性能的提高主要归因于电极真实表面积的增大。      

电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层的阴极过程

为了进一步掌握电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层的阴极过程,采用电位线性扫描测绘法、镀液pH值测定法研究了复合镀层阴极过程,结果表明,当镀液中加入SiC微粒和稀土后,复合材料的阴极沉积电流密度增加,有利于Ni-W-P合金在阴极沉积,并形成Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC复合材料：而镀液中加入PTFE后却降低了复合材料镀层的阴极沉积电流密度。当稀土的添加量为7～9g／L时,复合材料镀层的阴极沉积电流密度增加并不明显;随着稀土添加量的增加,复合材料镀层的阴极沉积电流密度增加较明显,当添加量达到11～13g／L时,镀层的阴极沉积电流密度增加并达到最大值;若进一步增加稀土用量,则阴极沉积电流密度有所下降。如此可以加大SiC和RE对阴极电沉积的影响。     

镍-碳化钨复合电沉积过程的研究

研究了耐磨性Ni-WC复合镀层的共沉积过程,讨论了镀液中WC微粒的悬浮量、电镀时的温度、阴极电流密度及镀液的pH值对复合镀层中WC共沉积量的影响。结果表明,选择适当的共沉积参数,可制备出WC微粒弥散均匀的耐磨复合镀层;Ni-WC共沉积机理符合Guglielmi两步吸附模型.其速度控制步骤为强吸附步骤。     

非晶态Ni-W-WC复合镀层的制备及镀层性能研究

在非晶态Ni—W合金镀液中加入WC微粒，采用复合电沉积工艺制各非晶态Ni—W—WC复合镀层，井考察了复合镀层在碱性介质中的电催化析氢性能。结果表明，复合镀层中WC微粒的含量随镀液中WC微粒的浓度和电流密度的增加而增加；加入WC微粒后所获得的复合镀层仍然是非晶态结构；复合电板的电催化析氢性能明显优于Ni—W合金电板，性能的提高与其较高的比表面积和较低的析氢反应标准活化自由能有关。     

间歇搅拌对铁基复合镀层中微粒含量的影响

１ 前 言 镀铁层具有硬度高、耐磨性好、成本低、镀液排出物对环境污染小等一系列优点,可用于机器零部件的修复,使磨损报废的零件修复完好重新使用。若在铁镀层中同时沉积高硬度的ＳｉＣ或Ａｌ_２Ｏ_３颗粒,形成一种优质耐磨的铁基复合镀层,将大大延长零部件的使用寿命。复合镀层的性能与其中所含固体颗粒的量密切相关。影响镀层中颗粒含量的因素通常有电解液中颗粒的含量、电流密度、搅拌因素、镀液温度以及镀液的pＨ值等。其中电流密度和搅拌因素是影响复合电沉积的两个主要因素,即电极表面的静电力场和镀液流速将对复合电沉积产生重…     

Ni-W-ZrO2复合镀层的制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法制备Ni-W-ZrO₂复合镀层, 研究了微粒的分散特性及镀液中微粒含量、 电流密度、 pH值、 温度等因素对Ni-W-ZrO₂镀层沉积速率、 显微硬度、 镀层外观的综合影响, 优化得到Ni-W-ZrO₂复合镀层的电沉积工艺为: Ni-W基础镀液中ZrO₂添加量为10g/L, pH=7, 镀液温度为60~70℃, 电流密度为15A/dm2, 所获得的镀层硬度>HV800(×9.8MPa)。通过电化学技术研究了复合镀层在3.0wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性能, 结果表明, Ni-W-ZrO₂复合镀层有明显的钝化区间。      

碱液中镍电极的析氢机理

研究镍电极在碱液中的析氢机理对开发二次清洁能源有指导意义,过去对其研究不够.通过Tafel曲线和电化学阻抗谱对镍电极在KOH溶液中的析氢机理进行了研究.结果表明,过电位低于600 mV时,析氢服从复合脱附机理,反应历程为电化学步骤+复合脱附步骤;过电位高于600 mV时,析氢服从迟缓放电机理或电化学脱附机理,反应历程为电化学步骤+电化学脱附步骤.     

乙炔黑电极材料的双电层电容器制备与性能研究

利用乙炔黑为导电粉体,以PrFE为胶粘剂成功制备了具有较好充放电性能的多孔结构双电层电容器.利用TEM测定了电极材料乙炔黑的粉末形貌,利用SEM测定了电极的表面形貌,利用充放电电路测定了电容器的充放电曲线.研究结果表明,电极加工压力减小,小半径的孔洞所占比例下降,电极的实际使用表面积增大,比容量增高.压力从48Mpa下降到16MPa,比容量增大17%.压力大于48MPa,压力对电极的有效面积影响不大.胶粘剂含量下降,有效使用面积增大,电容器比容量提高.胶粘剂从14%降低到6%,比容量增大46%.压力增大导致电极的有效面积降低,电极上电荷密度提高,充电后的保持电压增大.电解液浓度增大,通过影响极板电荷密度,充电保持电压也有所提高.多孔电极的孔径分布,尤其是小孔径孔洞含量的增加直接影响了双电层电容器的充放电过程.随制备压力增大,小孔量增加,初期放电缓慢,后期加速.     

Ni/AC膜电极-铝合金储氢电池的研究

采用化学还原法制备了以椰壳活性炭(AC)为载体的Ni/AC电催化剂. 将Ni/AC电催化剂制作成膜电极, 与铝合金一起组成了一种全新概念的高效、安全、廉价的Ni/AC膜电极-铝合金储氢电池. 运用SEM和XRD 对Ni/AC电催化剂的形貌和结构进行了分析, 通过稳态极化曲线研究了Ni/AC膜电极在中性电解液中的电催化活性, 将Ni/AC膜电极与铝合金组装成的模拟电池进行了恒流放电实验以研究其产氢量和放电性能. 结果表明, 镍在活性炭上的负载量为50%时, 活性炭上沉积的镍颗粒最小; 采用镍负载量为50%的Ni/AC电催化剂的Ni/AC膜电极的电催化活性最高, 将其作为正极的储氢电池不仅放电性能好, 产氢量也大.     

膨体聚四氟乙烯微孔-聚氨酯复合膜的制备

由于膨体PTFE微孔膜在使用中会受到污染而影响其耐水压,通过PTFE/PU复合膜可有效解决此问题.在PTFE膜表面涂覆PU溶液可制备PTFE/PU复合膜,研究发现,PU溶液组成和固化条件对PTFE/PU复合膜剥离强度有很大影响,丁酮 DMF、乙酸乙酯 DMF、甲苯 DMF均可作为PU在PTFE膜上的涂层溶剂;先低温后高温的固化方法有利于提高复合膜剥离强度.     

点焊电极用Al2O3/Cu 复合材料性能研究

为提高传统点焊电极材料的抗软化温度,研究开发了具有高抗软化性能的Al2O3颗粒增强Cu基复合材料,对其微观组织和软化温度、导电率进行了测试,结果表明该Al2O3/Cu复合材料的软化温度高达930℃,导电率达86.49%IACS,适宜制作点焊电极材料。     

B/CuO复合燃料的制备及其对Mg/PTFE富燃料推进剂的影响

为了研究纳米氧化铜(CuO)改性硼(B)对镁/聚四氧乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂的影响,利用球磨法制备了B/CuO复合燃料,将其添加到Mg/PTFE富燃料推进剂中,利用混合模压成型法制备含有不同比例的复合燃料的推进剂药柱。利用扫描电镜、TG-DSC分别测试了B/CuO复合燃料的微观形貌和热反应性能;利用红外测温仪、X射线衍射、TG-DSC分别测试了推进剂的燃烧速度、燃烧温度、反应产物以及热反应性能。结果表明:复合燃料混合较为均匀,局部有团聚;n(B)∶n(CuO)=32∶3的复合燃料的放热量高于B的放热量,燃烧效率最高,为73.1%,点火温度比B低66 ℃。含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度均高于Mg/PTFE,分别提高了25.6%和3.1%,平均燃烧温度降低了16 ℃,最高燃烧温度则提高了6 ℃,但是相对于含B的Mg/PTFE推进剂,含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度分别下降2.91%和19.51%,平均燃烧温度下降了94 ℃和121 ℃;复合燃料推进剂一次燃烧的凝聚相产物主要有MgF₂、MgO、C、Cu以及Mg₃F₃（BO₃）;一次燃烧反应过程主要是PTFE的分解以及F₂和Mg的反应,二次燃烧反应过程则主要为C、Mg以及复合燃料的氧化。     

A study on electric conductivity of phosphoric acid supported on nano-pore rice husk silica in H2/Pt/H3PO4 / RHS/Pt/O2 fuel cells

PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) is widely considered as an energy conversion system from the chemical energy of hydrogen to electric energy. But, hydrogen fuel obtained from hydrocarbons has trace amount of carbon monoxide which is a potential poison for platinum electrode at the cell operating temperature approximately 100 degrees C and it becomes a huddle for the general usage of PEMFC. On the other hand PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell) operates at a higher temperature and the platinum electrode oxidizes carbon monoxide poison while there is a leakage problem of the liquid phase. To combine the advantages of two fuel cells, the electrolyte systems of phosphoric acid supported silica on ceramics are recently being tested. In this study, we investigated the nm pore rice husk silica as a support for phosphoric acid and tested the electric conductivity of the silica plate and the characteristics of a prototype fuel cell H2/Pt/H3PO4 / RHS/Pt/O2 at 100-200 degrees C. The conductivity of H3PO4/RHS was 8 mS cm(-1) above 175 degrees C under 200 torr H2O. In the fuel cell, the apparent conductance of the electrolyte from I-V characteristics was 2.45 mS/cm at 160 degrees C under 1 atm H2 and air at present.     

稀土铈对镍-钴-磷合金电极的析氢催化性能的影响

采用自行研制的复合配合剂,用化学沉积法在酸性体系中制备了Ni-Co-P和Ni-Co-P稀土合金电极.研究了稀土元素铈对Ni-Co-P合金电极的析氢电催化活性和电化学稳定性的影响.通过电化学方法测定合金电极在7 mol/L KOH溶液中的阴极极化曲线、Tafel曲线和电化学稳定性曲线,结果表明,与Ni-Co-P合金电极相比,Ni-Co-P(RE)合金电极的析氢电位正移约90 mV,Ni-Co-P(RE)合金电极具有较优的析氢电催化活性和电化学稳定性.此外,还通过X射线衍射、扫描电镜和合金镀层成分分析,结果表明,稀土元素铈的加入使非晶态Ni-Co-P合金镀层晶粒细化,但稀土元素铈不与合金共沉积,只是起到改变镀层组织结构的作用.     

Electrodeposited Ni-S intermetallic compound film electrodes for hydrogen evolution reaction in alkaline solutions

Tailoring of nickel-sulfur (Ni-S) intermetallic compound film electrodes for hydrogen evolution reaction in alkaline solutions was attempted by electrodeposition from a typical Watts bath containing sodium thiosulfate as sulfur source and sulfosalicylic acid as additive. The XRD analysis shows that the as-deposited Ni-S film electrode with fine morphological features comprised of intermetallic compound phase structure and amorphous phase structure. The intermetallic compound film electrodes generate a higher catalytic activity for the hydrogen evolution reaction in alkaline solution in comparison with Ni-S film electrodes comprised of amorphous phase structures, even with commercial Ni mesh or Ni/RuO₂ composite electrode.