Pb—WC复合电催化电极的研究

本研究工作采用复合电镀技术,制备了Pb-WC复合电极,并将其用于酸性溶液(尤其是H_2SO_4)中氢离子阴极还原反应。用电化学方法及物理方法对该电极的催化性能、表面形貌及结构进行了测试,发现该电极对于所研究的反应体系具有比纯Pb低得多的析氢过电位。通过实验研究,得出Pb复合上WC后使得氢析出催化活性提高的主要原因是反应控制步骤的活性能降低了的结论。对复合电极催化作用机理提出了初步的解释。复合电镀技术是国内外近期发展起来的一项较新的工艺,它作为一种制备复合材料的方法,与其它方法相比有许多优越性。例如,微粒与基质金属的选用范围比较广泛,制备工艺简单,微粒在镀层中可均匀分布,镀层厚度、组分含量在一定范围内可任意选择,易于控制。用这种方法获得新型复合材料,对节约原材料及能源的开发、利用具有很大的意义。由于上述特点,用复合电镀的方法,制备复合电极,可望制备出能适用于不同反应体系的各种复合电催化电极,有着广泛的应用前景。本研究工作针对含有H_2SO_4体系所用铅阴极过电位高的问题,采用复合电沉积的方法,以Pb为基质金属,制备了Pb-WC复合电极。因为含有H_2SO_4体系的强酸性,用一般金属做为基质金属容易腐蚀,而Pb在H_2SO_4中极耐腐蚀,所以用它做为基质金属。考察Pb-WC电极对酸性溶液中氢析出反应的催化活性以及一些因素对催化活性的影响。通过实验也考察了用复合电镀技术制备该电极的前途及其实际应用的可能性。     

Pb—WC复合电极的电催化机理的研究

本文对 H_2在 Pb-WC 复合电催化电极上的析出机理建立了数学模型,验证了反应机理。用一种新的定量的计算法研究了反应控制步骤的活化能,得出 Pb 复合 WC 后使得氢析出催化活性提高的主要原因是反应控制步骤活化能降低了的结论。     

电沉积Ni-P-ZrO2复合电极析氢电催化性能的研究

用电沉积方法制备了镍－磷－二氧化锆复合电极。通过阴极极化曲线,交流阻抗等电化学技术研究其析氢催化性能,并用扫描电镜观察电极的表面形貌。实验结果表明,在80℃,25％氢氧化钠碱性溶液中镍－磷－二氧化锆的表观交换电流密度及表面粗糙度皆大于镍,镍－磷电极,而反应电阻较小。说明镍－磷中引入二氧化锆所形成的复合镀层具有较高的析氢催化活性和良好的电化学稳定性。     

复合电沉积制备镍-石墨烯电极及其电催化析氢性能研究

以紫铜为基体,电沉积制备了镍还原氧化石墨烯(Ni-RGO)复合电极,研究了石墨烯质量浓度、电流密度、pH、温度和时间对Ni RGO复合电极的电催化析氢性能。得到最佳配方和工艺条件为:Ni(NH2SO3)2·4H2O 350 g/L,NiCl2·6H2O 10 g/L,C6H8O7·H2O 5 g/L,H3BO320 g/L,十二烷基苯磺酸钠0.12 g/L,RGO 0.16 g/L,pH 3.5,温度40°C,电流密度5 A/dm^2,时间10 min。该条件下所得Ni-RGO复合电极的电催化析氢性能最佳。     

化学镀镍–磷–二硫化钼复合镀层及其磨损行为的研究

在45钢基体上化学镀制备得到Ni–P–Mo S2复合镀层,研究了镀液Mo S2添加量(镀层Mo S2含量)对镀层磨损行为的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段表征了镀层的形貌、微观结构和磨损特征,探讨了不同镀层的磨损机制。400°C热处理使镀层金属由非晶态转变为晶态,显微硬度提高,但Mo S2的物相不变。Ni–P镀层的显微硬度(热处理后为1 040 HV)较高,在摩擦过程中能形成对磨损面起保护作用的摩擦层,故Ni–P镀层具有良好的耐磨性,其磨损机制为粘着磨损和转移。镀液添加1 g/L Mo S2时,所得Ni–P–Mo S2复合镀层具有更优异的耐磨性,这是其高显微硬度(热处理后为735 HV)和Mo S2润滑效应的共同作用,以轻微磨粒磨损和转移为主要磨损机制;镀液添加过量(2 g/L)Mo S2时,复合镀层的显微硬度(热处理后为533 HV)较低,摩擦过程中表面不能形成摩擦层,其耐磨性极差,磨损机制为严重的粘着磨损和磨粒磨损。     

多壁纳米碳管复合电催化氧电极的研究

采用多壁纳米碳管(MWNTs)与La0.6Sr0.4CoO2.8复合催化剂制备复合催化剂氧电极,研究了它的电化学特性。发现MWNTs对氧还原具有明显的催化作用,电极中单独采用MWNTs为催化剂时,氧电极工作电流密度可达200 mA/cm2(-0.6 V Hg/HgO参比电极)。结果表明,采用正交实验法获得了复合催化剂的最佳配比为:0.1 gMWNTs+0.02 g La0.6Sr0.4CoO2.8+0.5 mL PTFE+0.1 g ZnO,在最佳配比条件下,氧电极工作电流密度可达317mA/cm2(-0.6 V Hg/HgO参比电极),其交换电流密度为144.1 mA/cm2;MWNTs与La0.6Sr0.4CoO2.8催化剂具有催化性能的叠加特性,明显优于单一催化剂氧电极;MWNTs与不同类型的钙钛石组成复合催化剂时,La0.6Sr0.4CoO2.8与La0.6Ca0.4CoO2.8性能接近,但明显优于La0.8Sr0.2MnO2.9。     

二硫化钼含量对铁-二硫化钼复合电镀层性能的影响

为了提高Fe镀层的耐磨性,向镀铁液中添加不超过40 g/L的纳米MoS₂颗粒,通过电沉积得到Fe–MoS₂复合镀层。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计、热震试验及摩擦磨损试验研究了MoS₂颗粒质量浓度对Fe–MoS₂复合镀层微观形貌、元素组成、显微硬度、结合力及耐磨性的影响。结果表明,Fe–MoS₂复合镀层的结合力良好,表面微裂纹比Fe镀层多,显微硬度高于Fe镀层,耐磨性优于Fe镀层。当MoS₂质量浓度为30 g/L时,Fe–MoS₂复合镀层的显微硬度最高,耐磨性最佳。     

二硫化钼/石墨烯复合电极的制备及其电化学储钠性能研究

二硫化钼(MoS₂)是一种稳定、安全、廉价的钠离子电池负极材料,但是二硫化钼的本征电导率较低,限制了钠离子电池的比容量和倍率性能。利用一步水热法制备了二硫化钼和还原石墨烯(MoS₂/RGO)复合体系,并用于钠离子电池负极材料中。还原石墨烯不仅能增强复合材料的导电性,而且能够提高MoS₂的结构稳定性,从而提升钠离子电池的比容量和循环稳定性。电化学测试结果表明,在1 A/g的电流密度下循环250次后,MoS₂/RGO复合电极的比容量仍然高达509 m A·h/g。     

二硫化钼纳米材料电催化还原小分子物质

近几十年来,对化石类能源的过度依赖催生的能源危机和环境问题,已经引起各国政府和各界学者们的关注。以可再生能源为驱动力,将二氧化碳和氮气转换为高附加值的化学物质,成为一种有前途的方法。开发有效的高活性电催化剂是目前亟需解决的难题。二硫化钼二维纳米材料是一种具有丰富的活性位点和优秀导电性的优秀材料。对二硫化钼的纳米结构及其复合材料进行深入探索,有望在这一研究领域中取得更大的突破。     

聚苯胺复合修饰电极对抗坏血酸的电催化氧化

研究了聚苯胺/聚乙烯磺酸盐(PAn/PVS)复合修饰电极的制备及其在中性缓冲溶液中对抗坏血酸(AH2)的电催化性能.结果表明,该复合修饰电极对抗坏血酸具有良好的电催化作用,其催化氧化峰电位为80 mV,催化氧化的温度系数为2.62%/℃.在浓度为1.0×10-6～5.0×10-3 mol/L范围内,催化电流与抗坏血酸的浓度具有良好的线性关系.     

化学镀镍—聚四氟乙烯复合镀层

化学镀镍的应用领域,随着其可共沉积诸如碳化硅、陶瓷、金刚石及含氟聚合物等物质而大有扩展.取得这种成绩归结于用了镍磷合金镀层和上述物质微粒不同的性质而又常常是互补的特点.本文叙述了镍一磷合金和聚四氟乙烯(PTFE,或称塑料王)微粒复合共沉积的化学镀覆工艺.该化学工艺使用了一个独特的分散体系,使聚四氟乙烯超微粒可以维持悬浮在溶液中.同时文章概述了共沉积层的特性,研讨在生产中的某些应用.     

电沉积Ni-P/Ti电极电催化氧化甲醇性能研究

研究了钛电极上负载Ni-P和Ni在碱性介质中的甲醇氧化催化性能。结果表明,在Ni电极中掺杂P原子能够显著提高Ni电极电催化氧化甲醇的性能,主要表现在提高甲醇氧化反应电流和降低甲醇氧化反应的起始电位。氢与Ni-P之间的结合能较弱,使得吸附在Ni-P电极表面的氢原子能够快速容易的去除,提供更多的清洁表面来吸附甲醇分子以及形成甲醇氧化中间物CO的主要氧化剂H2Oa。研究还发现,Ni-P电极上甲醇氧化的起始电位与Ni(OH)2/NiOOH的氧化电位一致,而在Ni电极上甲醇氧化的起始电位比Ni(OH)2/NiOOH的电位更高,其主要是由于H原子与Ni之间的结合能比Ni-P更强。另外,P的存在能够显著降低Ni-P的晶粒尺寸、增加比表面积,从而有利于提高甲醇氧化反应电流。     

正交试验法优选电镀镍复合添加剂

通过正交试验确定了最佳镀镍复合添加剂配方:吡啶衍生物(NPB)15 mg/L,糖精钠(BSI)1 000 mg/L,苯亚磺酸钠(BSS)120 mg/L,2–乙基己烷磺酸钠(EHS)500 mg/L,烯丙基磺酸钠(SAS)1 500 mg/L和丙炔磺酸钠(PS)45 mg/L。研究了各组分对镀层光亮度和镀液分散能力的影响,结果表明,各组分对镀层亮度的影响大小顺序为NPB>BSS>EHS>SAS>PS>BSI;对镀液分散能力影响的大小顺序为BSS>NPB>EHS>BSI>PS>SAS。与某市售镀镍添加剂相比,该复合添加剂在镀层亮度、镀液分散能力、微观形貌和降低孔隙率等方面都有所提高。     

化学镀镍与电镀镍

绪言化学镀或称自动催化沉积,是指镀液不须通入电流而使金属离子发生化学还原而获得金属镀层的一种方法。由于镀层具有自催化的性质,所以沉积作用能连续地进行。经过催化的非导体表面,也可以沉积化学镀层。在不规则的镀体表面,化学镀层的分布是很均匀的。据称,其均度能力达到100％。用化学镀的方法,可以镀铜,镀金,镀铁等多种金属,     

铅电极上电聚合聚苯胺及其析氧电催化性能研究

在苯胺-硫酸电解液中,采用电化学阳极氧化法在纯铅表面电沉积制备聚苯胺(PAn)膜层。探讨了苯胺电聚合过程的影响因素及其规律,并考察了所得Pb/PAn膜电极材料的析氧电催化特性。结果表明,在一定的恒电流密度下,聚苯胺的沉积量与时间成正比;与空白Pb电极相比,Pb/PAn膜电极的析氧电位负移0.13~0.36V,交换电流密度提高2~4个数量级,显示出良好的析氧电催化特性。作为析氧阳极,Pb/PAn膜电极在有色金属电解提取等方面具有潜在应用价值。     

ATO-Nd-DSA电极电催化氧化吡啶研究

以吡啶模拟废水为目标污染物,研究了ATO-Nd-DSA电极降解吡啶的最佳工艺条件和氧化行为。结果表明:初始pH为14,电极间距2.0 cm,电解质Na_2SO_4浓度为0.25 mol/L,电流密度为30 mA/cm~2,初始质量浓度为1000 mg/L,降解120 min后,去除率可达到56.8%;吡啶降解体系的电流效率可达20.65%;吡啶在Nd-ATO-DSA电极表面的降解过程基本遵循动力学一级方程;Nd-ATO-DSA电极上的电化学氧化是一个表面控制下的不可逆电极反应过程。     

电沉积Ni-Fe-ZrO_2复合电极工艺的研究

采用电沉积方法在铜箔上制备了Ni-Fe-ZrO2复合电极。研究了纳米ZrO2微粒的质量浓度、电流密度、温度、电沉积时间等工艺参数对复合电极析氢性能的影响。结果表明:在纳米ZrO2微粒10g/L,电流密度25mA/cm2,温度40℃,电沉积时间40min的条件下,可制备出具有最佳析氢性能的Ni-Fe-ZrO2复合电极。其析氢电位大于Ni-Fe合金电极的。     

电刷镀镍–钨–二硫化钼复合镀层的组织和耐摩擦磨损性能

采用复合电刷镀工艺在2Cr13不锈钢基材上制备了Ni–W–纳米MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层微观形貌、显微硬度和耐摩擦磨损性能进行分析。结果表明:与Ni–W合金镀层相比,Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的表面更加平整、致密,显微硬度较低,耐摩擦磨损性能较优。随镀液中Mo S2纳米颗粒质量浓度的增大,复合镀层的摩擦因数小幅下降,磨损量先降后升。当镀液含20 g/L MoS_2时,所得Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的综合性能最优。     

化学镀镍与电镀镍工艺的应用研究

本文首先介绍了化学镀镍与电镀镍工艺二者的具体工艺流程,然后详细论述了二者工艺的区别,最后介绍了二者的应用。