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.     

化学镀Ni-Co-W-P及其析氢性能的研究

用化学镀方法制备出Ni-Co-W-P合金电极,测量了其在1 mol/L NaOH溶液中的阴极极化曲线并研究了其析氢电催化活性.试验表明,在相同的电流密度下,Ni-Co-P,Ni-W-P和Ni-Co-W-P合金电极的析氢过电位较Fe电极降低,其中Ni-Co-W-P的析氢过电位降低约230 mV,XRD试验显示其镀层为非晶态.并进一步测试了其在7 mol/L KOH中的连续电解曲线.结果表明:Ni-Co-W-P合金电极比Ni-Co-P,Ni-W-P合金电极具有更好的析氢电催化活性和电化学稳定性,有利于降低槽压,减少能耗.     

工艺参数对Ni-Fe-Co合金镀层在碱性溶液中电催化析氢性能的影响

目前,关于Ni-Fe-Co合金电极电催化析氢性能的报道较少。以不同工艺参数在Q235钢表面电沉积Ni-Fe-Co镀层,通过SEM、EDS和XRD等分析手段研究了镀层的微观形貌、成分及物相组成,并利用极化曲线探究了工艺条件对镀层电催化析氢活性的影响。结果表明:在电流密度45 m A/cm~2,温度60℃,pH值3.8的条件下得到的镀层具有最好的电催化析氢性能;最优镀层表面组织致密,由简单立方结构的Fe Ni3相构成,Co以固溶体的形式存在于合金镀层中,镀层在碱性工作条件下具有良好的稳定性。     

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。     

（Ni—W）—WC复合镀层的研究

研究了Ｎｉ－Ｗ合金镀液中添加ＷＣ微粒制备（Ｎｉ－Ｗ）－ＷＣ复合镀层的电沉积过程，表征镀层的结构２和形貌，测试镀层在碱性溶液中的电催化氢析氧性能，探讨镀层的耐蚀性结果表明：（Ｎｉ－Ｗ）－ＷＣ为晶态复合镀层，析氢析氧性能优越，耐蚀性优良。     

Electrochemical properties of amorphous Ni-S-Co alloy in alkaline medium

用电沉积方法制备非晶态Ni-S-Co合金镀层, 研究了镀层的电化学性能. 结果表明,与非晶态Ni--S合金相比, Co的引入可提高镀层中S的含量.在析氢反应中非晶态Ni--S--Co合金电极具有很高的电化学活性,电流密度为150 mA×cm-2时其析氢过电位仅为70 mV,比非晶态Ni-S合金低20 mV.在长时间电解过程中S发生溶出反应有助于提高电极的表面粗糙程度, 是提高电极析氢活性的重要原因之一. 在析氢过程中,非晶态Ni--S--Co合金电极吸附大量的H原子, 使反应的活化能降低,这是其析氢活性高的主要原因. 非晶态Ni--S--Co合金镀层的析氢机理为电化学脱附机理,即一快速的Volmer反应(电化学步骤)和一较慢的Heyrovsky反应(电化学脱附步骤).     

非晶态Ni-S-Co合金的制备和电化学性能

用电沉积方法制备非晶态Ni-S-Co合金镀层,研究了镀层的电化学性能.结果表明,与非晶态Ni-S合金相比,Co的引入可提高镀层中S的含量.在析氢反应中非晶态Ni-S-Co合金电极具有很高的电化学活性,电流密度为150 mA·cm-2时其析氢过电位仅为70 mV,比非晶态Ni-S合金低20 mV.在长时间电解过程中S发生溶出反应有助于提高电极的表面粗糙程度,是提高电极析氢活性的重要原因之一.在析氢过程中,非晶态Ni-S-Co合金电极吸附大量的H原子,使反应的活化能降低,这是其析氢活性高的主要原因.非晶态Ni-S-Co合金镀层的析氢机理为电化学脱附机理,即-快速的Volmer反应(电化学步骤)和一较慢的Heyrovsky反应(电化学脱附步骤).     

非晶态镍磷镀层析氢阴极活性的控制与机理

非晶态Ni-P类合金镀层具有很好的耐蚀性,在碱性溶液中具有较高的析氢反应催化活性,能降低析氢过电位,节约能源,是一种有很好应用前景的阴极材料.论述了非晶态Ni-P镀层的P含量、厚度、制备条件、添加第3种元素及镀后处理对镀层电极活性的影响.并总结了Ni-P类非晶态合金镀层的电极催化机理.     

非晶态合金催化析氢阴极材料的研究进展

非晶态合金由于其优异的物理化学性能而备受研究者重视.特殊的空间结构使其表现出良好的化学活性,利用其亚稳态特性赋予电极材料特殊的化学性能,可将非晶态合金用于析氢电极材料.综述了非晶态合金阴极材料的研究进展,对过渡族金属元素的特性进行了分析,指出由过渡族金属元素组成的、具有低析氢超电势和低成本的非晶态合金复合镀层是目前与今后研究催化析氢电极材料的主要方向.     

镍钨磷合金电镀层的性能研究

通过对Ni-W-P合金电镀层在200 ℃、0.5 h热处理后的XRD和SEM分析发现,不论镀态还是热处理态,镀层结构均为非晶态,且晶粒均匀,晶界清楚,热处理后晶粒略长大.在盐酸和硫酸介质中的耐蚀性测试结果表明,热处理后镀层的耐蚀性略高于镀态的耐蚀性;通过析氢性能测得镍基合金的电催化活性依次为:Ni-W-P＞Ni-P＞Ni-W＞Ni.     

脱合金化制备纳米多孔Ni-Fe合金及其电催化性能

采用真空熔炼与固溶相结合的方法获得原子分数为Ni_30-xFe_xMn₇₀(x=0,10,20)的前驱体合金,通过脱合金化方法制备纳米多孔Ni及Ni-Fe合金,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析合金相组成和微观结构,运用线性扫描伏安法、交流阻抗、方波电位法及计时电位法研究电极的析氢电催化性能。结果表明:加入Fe获得了片状结构的纳米多孔Ni-Fe合金,提高了纳米多孔Ni的表面积,且Fe与Ni产生协同效应,能够有效提高合金的析氢电催化活性。当Fe含量为10%(原子分数)时,脱合金化得到的纳米多孔Ni-Fe合金表面积最大,析氢电催化性能最好,在0.1A/cm^2电流密度下,析氢过电位仅56mV,经10h连续电解,表现出良好的电催化活性和电化学稳定性。     

原位生长在聚喹唑啉基共轭微孔聚合物表面的MoS2 及其析氢性能

合成一种三环喹唑啉的共轭微孔聚合物(TQ-CMPs)并用水热法使二硫化钼原位生长在其骨架表面,制备出一种新型复合电催化析氢催化剂并研究了它的电催化析氢活性。结果表明,TQ-CMPs与MoS₂的质量比为2∶1的催化剂具有优异的电催化析氢活性,其过电势为71 mV,Tafel斜率为52 mV·dec^-1。比表面积较大的TQ-CMPs,使MoS₂的分散度提高、避免了MoS₂的堆积和聚集并使更多的MoS₂边缘暴露,从而提高了催化剂的效率。TQ-CMPs丰富的孔道结构和延伸的π共轭骨架,有利于质量运输和电荷转移。     

储氢合金表面包铜电极电化学性能研究

采用化学镀铜法对储氢合金进行表面包覆，用包覆粉制成的储氢电极，其放电容量，大电流充放电性能均得到了改善，１Ｃ全充放循环１００次，容量仅下降５％，未包覆粉制成的电极，其容量相应地损失了２１％，用此包覆粉组装有Ｎｉ／ＭＨ电池，１Ｃ／０．２Ｃ达到９５％，１Ｃ全充放循环２００周期，容量衰减２０％，此外，初步探讨了储氢合金表面包铜的得与失。     

Electrocatalytic evolution of hydrogen on the NiCu/Al2O3/nano-carbon network composite electrode

We present a way to fabricate the NiCu/Al₂O₃/nano-carbon network (NCN) composite electrode by coelectrodepositing NiCu particles, using a novel conductive alumina/NCN composite material as the support. The morphology, crystalline phases, and compositions are characterized by field-emission scanning electron microscope, energy dispersive X-ray spectroscope, X-ray diffraction, and Raman spectroscopy. The electrocatalytic behaviors of this NiCu/Al₂O₃/NCN composite material for hydrogen evolution reaction (HER) in alkaline solution are studied by cathodic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and chronoamperometry. The results show that nickel–copper particles are briefly deposited and uniformly distributed over the carbon layer of the conductive ceramics between alumina grains, in the form of a NiCu solid solution with face-centered cubic structure. The NiCu/Al₂O₃/NCN composite displays a high electrochemical stability in alkaline solution and relatively high electrocatalytic activity for HER due to its relatively high real surface area and high intrinsic electrocatalytic effect of NiCu alloy particles. The associated kinetic parameters of HER are systematically investigated using EIS.     

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。     

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.     

Study on Amorphous Ni-Mo-Fe-Zn Coating Electrocatalyst forHydrogen Evolution in Alkaline Solution

Amorphous Ni-Mo-Fe-Zn quaternary alloy coatings are developed by means of electrodeposit,and after most of zinc is leached out their electrocatalytic activity toward the hydrogen evolution reaction (HER) in alkaline media is studied using electrochemical polarization and a.c. impedance techniques. The results show these coatings have very high eIectrocatalytic activity and excellent stability. This might benefit from the increased active surface area, well-pronounced synergism as well as their amorphous structures. The HER proceeds through the Volmer-Heyrovsky mechanism with a rate-determination-step (RDS) of Volmer at high overpotentials and the HER is controlled by Heyrovsky in lower overpotential areas.     

铝材脉冲电镀Pb-WC-CeO_2复合层的电化学性能

为了探究脉冲电镀铝基Pb-WC-CeO2复合镀层的电化学性能,考察了正向脉冲参数(平均电流密度Jm、占空比r及正向脉冲工作时间ton)及温度对镀层在锌电解液中作阳极时的耐蚀性及析氧动力学参数的影响。结果表明:当Jm=120 mA/cm2,r=20%,ton=200 ms、θ=50℃时,Pb-WC-CeO2复合镀层具有较强的耐蚀性;将其用作锌电解的阳极,槽电压最小,能耗小,有最好的电催化活性,且优于直流镀层。