含稀土La的镍基合金电镀及其析氢电催化行为研究

用正交实验研究了含稀土La的镍基合金Ni-La-P电沉积的最佳工艺条件,以此合金作阴极测得析氢阴极极化曲线,结果表明,合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍,析氢电势正移300-400mV,显示出含稀土La的镍基合金具有较高的析氢电催化活性.根据XPS谱图讨论了析氢电催化的机理.     

由沉积纳米晶体镍

利用恒电沉积的方法，在55－65℃，pH值小于3．5，电流密度大于5A/dm^2含有糖精的瓦特液中分别以直流和脉冲方法镀取镍。经X射线衍射分析，镍晶体沉积层表现为（111）择优取向，扫描电镜和能谱分析结果显示，所得的镍晶晶粒尺寸为小于10nm的纳米晶体，并且镀层中含有少量的硫。通过研究电流密度及溶液中糖精浓度对镍沉积速率的影响，发现电流密度低时，镍沉积速率与电流密度呈线性关系，糖精的加入使镍沉积允许的电流密度增大，沉积速率减慢，对镍沉只起增加极化作用。     

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Tb-Mg-Ni合金的研究

在353?K的乙酰胺-尿素 NaBr熔体中，Ni（Ⅱ）一步不可逆还原为金属Ni,测得在Pt电极上α为0.21和D0为1.15×10-8?cm2•s-1；Cu电极上α为0.18和D0为1.44×10-6?cm2•s-1.Tb（Ⅲ）和Mg（Ⅱ）不能单独还原为Tb和Mg，但是可以被Ni（Ⅱ）诱导共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Tb Mg Ni 合金膜.合金中Tb的含量随着阴极电势的负移先增大而后减小，随Tb（Ⅲ）/ Ni（Ⅱ）摩尔比增大而增大，Tb的最大含量可达87.88%；Mg的含量随着阴极电势的负移而增大，最大可达12.78%，在Tb（Ⅲ）/Ni（Ⅱ））摩尔比为3.4/1，Mg（Ⅱ）/Ni（Ⅱ）摩尔比为8/1时，Mg/Ni原子比为2/1，符合Mg2Ni储氢合金的组成.     

磷掺杂NiCo LDH的制备及析氧反应性能研究

提出一种P掺杂NiCo层状双金属氢氧化物(LDH)纳米片的新型制备方法，并将其作为析氧反应(OER)的电催化剂。首先在泡沫镍上化学沉积Ni-P合金层，然后在180℃条件下，通过水热法使Ni-P合金层中的P扩散到NiCo LDH中制得P掺杂NiCo LDH(P-NiCo LDH)纳米片催化剂；改变沉积时间控制P掺杂量，制备不同P含量的P-NiCo LDH催化剂，并对其成分、结构、形貌和电催化OER性能进行分析。实验结果表明：沉积时间为30 min时制备的P-NiCo LDH(3)纳米片分布均匀、结构最优；P-NiCo LDH(3)催化剂仅需390 mV过电位即可达到30 mA/cm²的电流密度，塔菲尔斜率为58.3 mV/dec;与NiCo LDH催化剂相比，P-NiCo LDH(3)催化剂具有更高的双电层电容和更大的电化学活性表面积；与传统气相磷化方法制备的NiCoP催化剂相比，P-NiCo LDH(3)催化剂在大电流密度下的OER催化性能优势更为明显。     

锂离子电池中电沉积锡镍合金电极的嵌锂性能

为获得具有更高比容量的锂离子电池负极材料,通过电沉积方法制备了Sn—Ni合金电极．对合金镀层组成与形貌进行了表征,测试了电极的电化学性能．电沉积Sn—Ni合金电极是Ni,Sn2和Sn复合电极,电极中Sn与Ni的摩尔比为1：1．15,电极首次放电容量可达500mAh／g,库仑效率88％,前10次循环库仑效率都在98％以上,50次循环时放电容量仍可达350mAh／g,库仑效率在94％以上．循环伏安和微分容量曲线都表明,多次循环后的电极完全表现出电沉积Sn电极的特征．扫描电镜照片表明,循环后的Sn—Ni合金电极发生了严重的膨胀和破裂．     

电沉积Ni-Ce-P合金上析氢电催化的研究

铜基体上电沉积制得的Ni-Ce-P合金用作析氢电极时,其上的析氢速率比Ni电极上的析氢速率约大10倍,析氢电势正移200多mV,表明该电极具有较高的析氢电催化活性.用Ni-Ce-P合金的SEM谱图和XPS谱图讨论了析氢的电催化机理.     

有机体系中制备纳米TiO2掺杂Ni电极及其性能测试

在无隔膜电解槽中合成金属醇盐NiTim(OR)3m+1(acac)m+1,直接水解形成凝胶,干燥后在550℃煅烧2 h,制得纳米Ni/TiO2粉体.通过电合成与沉积得到高活性的纳米Ni/TiO2修饰电极,采用循环伏安比较研究了TiO2和Ni/TiO2电极在H2SO4溶液中的氧化还原行为.结果表明,所得前驱体中含有乙酰丙酮基[acac],所得纳米粉体粒径为20 nm;Ni/TiO2电极在1 mol/L H2SO4溶液中有两对氧化还原峰,掺杂Ni电极的放电电流明显增大,达到75 mA·cm-2.     

新型钛基PbO2电极的制备及电催化性能研究

采用电沉积法制备分别掺杂了Bi,La和Ni的3种钛基PbO2电极,通过酸性嫩黄模拟废水的脱色率比较不同金属掺杂对电极性能的影响.并利用循环伏安法（CV）和扫描电镜（SEM）,分别对掺Ni二氧化铅电极和普通二氧化铅电极进行表征,发现提高电极析氧电位和改变电极表面晶粒分布是Ni修饰电极比未修饰电极催化效果提高的主要原因.     

液相化学沉淀法制备纳米NiO探索

对不同镍盐与不同沉淀剂制备纳米NiO的工艺过程进行了实验探索。结果显示：以氯化镍为镍源、碳酸氢铵为沉淀剂、用液相化学沉淀法制备纳米NiO效果较佳。用该方法制备的纳米NiO呈立方晶型、晶体为7－10nm。质量分数为99．7％。最佳工艺参数是：n（NiCl2）：n（NH4HCO3)o 1.0:2.0～2.5,沉淀温度40℃，沉淀时间1．0－1．5h，煅烧温度400℃，煅烧时间1h。     

-βSiC纳米颗粒对Ni-Co共电沉积合金结构和性能的影响

采用复合电沉积方法在Ni基体上制备了(Ni-Co)-SiC纳米复合镀层,该镀层的组织结构与电沉积Ni-Co合金(晶粒尺寸:110 nm)镀层不同,由Ni-Co固溶体基体(晶粒尺寸:50 nm)和均匀分布其中的SiC纳米颗粒(晶粒尺寸:45 nm)组成。SiC纳米颗粒的加入大大细化了镀层的组织,增加了镀层的显微硬度.电化学实验表明:SiC纳米颗粒使金属还原电位发生正移,降低了Ni-Co合金镀液的极化作用.     

Ni掺杂MoS2/石墨烯催化剂的制备及其电催化析氢活性

为了制备高效、低成本的析氢反应电催化剂,采用一步水热法制备镍掺杂二硫化钼/石墨烯复合材料(Ni_x-MoS₂/G,x=0.03,0.05,0.10),并用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对其进行表征,讨论镍掺杂对复合材料的微观结构和电催化析氢性能的影响. 结果表明,与MoS₂/G催化剂相比,镍掺杂的MoS₂/G催化剂显示了更高的电催化析氢性能,尤其当水热反应体系中的Ni和Mo的摩尔比为1∶20时,制备的Ni_0.05-MoS₂/G显示了最强的电催化析氢性能,其塔菲尔斜率为50.8 mV/dec. 电催化活性的增强主要是由于少量镍的掺杂改变了复合催化剂的形貌,使MoS₂纳米片更好地负载在石墨烯表面,暴露出更多的催化活性位点,同时镍掺杂提高了MoS₂边缘活性位的固有催化活性.     

不同Pt与Ni质量比的Pt-Ni复合电极析氢性能实验

为降低PEM制氢Pt电极成本,采用电化学沉积法制备以泡沫镍为基材微量Pt沉积的Pt-Ni复合电极。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光谱仪对制备的Pt-Ni复合电极进行表征,采用电化学工作站和PEM电解池对Pt与Ni质量比分别为1∶7、1∶11、1∶12、1∶14和1∶23的5种不同复合电极及泡沫镍电极的析氢性能进行电化学对比分析实验和PEM制氢对比实验。结果表明：以泡沫镍为基材,采用电化学沉积法制备的Pt-Ni复合电极性能稳定,沉积Pt质量的多少对Pt-Ni复合电极的析氢性能有较大影响;存在一个最佳Pt与Ni质量比,实验条件下的最佳Pt与Ni质量比为1∶12,沉积Pt量过多和过少都会使其析氢性能降低,过多造成的Pt沉积堆叠相比较少对析氢性能的影响更加明显。在制备微量Pt沉积的Pt-Ni复合电极时,要坚持以最佳Pt与Ni质量比为基准和沉积Pt量“宁少毋多”的原则,实际工程应用中应避免“沉积Pt量越多电极性能越好”的误区。     

碳纳米纤维／镍管复合材料的制备

采用化学镀法在化学纤维布表面覆盖均匀镍层,通过热处理去除基体后获得中空镍纤维管;将其置于化学气相沉积装置中,通过调整合适的氢气和甲烷流量比及气压条件制备了以中空微米镍纤维管为主体结构、碳纳米纤维（CNF）以及金属管体结构为存储介质的碳纳米纤维／镍管复合纤维材料．运用扫描电子显微镜（SEM）分析中空镍纤维及复合纤维管表面形貌,x射线衍射（XRD）对复合纤维管晶相组成进行表征．结果表明,利用模版法制备出的中空镍纤维管孔径在10μm左右,管壁厚约0．5μm;化学气相沉积制备过程中,当微波功率500W,氢气和甲烷流量比100：6,气压4．0kPa,沉积时间5min时,复合纤维管外壁和端口内壁均匀沉积长径比较大且直径均匀分布的碳纳米纤维,碳纤维直径约50nm;复合纤维成分为碳纳米纤维、镍和三镍化磷合金相,其中碳纳米纤维表现为石墨相．表面覆盖有碳纳米纤维的镍管复合材料,增加了材料自身的吸附存储和导电性能,可应用于多相催化、电容存储和电极材料等领域．     

非晶态Ni-Co-P膜层在碱性介质中的电催化析氢性能

通过电沉积制备了非晶态Ni-Co-P膜层,用电子扫描显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)观察其表面形貌和微观结构;发现氢氟酸的活化处理对电极的析氢反应的电催化性能有很大的增强作用,并比较了处理前后的表面形貌.通过在1 mol/L NaOH溶液中的恒电位和Tafel测试与Ni-Co、Ni电极比较了电催化效率,求出的析氢反应表观活化能分别为19.56、46.29和57.03 kJ·mol-1.结果表明:Ni-Co-P电极对氢气析出反应具有较好的电催化性能.     

基于箔带材Ni-Ti合金的真空热压工艺研究

利用Ti箔（厚0．04mm）和Ni箔（厚0．02mm）交替叠加，并采用真空热压法制备Ni—Ti合金．结果表明：在温度700℃，压力12．5MPa，保温1h工艺条件下制备的Ni—Ti合金中存在明显的扩散层，界面处生成金属间化合物TiNi和Ti3Ni；当压力和保温时间不变，温度为850℃时，制备的合金中Ni，Ti之间充分扩散；在850℃时制备的试样在900℃进行2h固溶处理后，硬度迭到474HV，随后在低温500℃进行2h时效处理，硬度降低为418HV．     

两段热处理对贮氢合金电极性能的影响

采用电化学方法测定了铸态合金和850－1000℃时二步法热处理合金（即热处理合金）的P－C－T曲线，研究了二步法热处理对M1（NiCoMnAl)5贮氢合金热力学性能的影响；应用三电极体系测定了贮氢合金电极的活化性能及温度特性。研究结果表明：合金经热处理后，平台压力下降，贮氢合金放氢平台的倾斜度减小；同时，X衍射的特征衍射峰明显加高，主峰半高宽由0.36下降到0.20；在常温（25℃）和0.2C（其中C为放电容量）充放电的条件下，合金电极达到最大电化学容量的循环次数由铸态合金电极的8次提高到热处理合金电极的3次；在不同的充电率下，合金电极在－20℃（1C）时放电效率由铸态合金电极的73．5％提高到热处理合金电极的94．8％，但热处理合金电极在45℃（1C）时放电效率则比铸态合金电极下降近3％，表明两段热处理能明显提高合金的活化速度，但合金电极的高温充放电容量下降。     

电泳沉积法在IPMC电极制备中的应用研究

化学镀是制备IPMC（Ionic polymer-metal composites,离子聚合物金属复合材料）电极的常用方法. 传统化学镀银方法制备Ag-IPMC（传统化学镀方法）的周期约为32 h,时间较长. 为此,本文采用电泳沉积法将多壁碳纳米管（MCNT）沉积在Nafion基膜表面作为IPMC电极,以缩短电极制备周期. 由于MCNT与Nafion基膜之间的结合力较小,所以首先进行一次化学镀得到Ag-IPMC（1次化学镀）, 然后再利用电泳沉积法得到MCNT-Ag复合电极IPMC. 同时研究了电泳电压和电泳沉积时间对IPMC电致动性能的影响. 电泳沉积法不仅制备周期为传统化学镀方法的一半,并且制备的IPMC电致动性能也明显优于传统化学镀法. 电泳沉积法是一种非常有应用前景的IPMC电极制备方法.     

新型钛基PbO2电极的制备及电催化性能研究

采用电沉积法制备分别掺杂了Bi,La和Ni的3种钛基PbO₂电极，通过酸性嫩黄模拟废水的脱色率比较不同金属掺杂对电极性能的影响.并利用循环伏安法(CV)和扫描电镜(SEM)，分别对掺Ni二氧化铅电极和普通二氧化铅电极进行表征，发现提高电极析氧电位和改变电极表面晶粒分布是Ni修饰电极比未修饰电极催化效果提高的主要原因.     

有机体系中制备纳米TiO2掺杂Ni电极及其性能测试

在无隔膜电解槽中合成金属醇盐NiTim(OR)_3m+1(acac)_m+1，直接水解形成凝胶，干燥后在550 ℃煅烧2 h, 制得纳米Ni/TiO₂粉体。通过电合成与沉积得到高活性的纳米Ni/TiO₂修饰电极，采用循环伏安比较研究了TiO₂和Ni/TiO₂电极在H₂SO₄溶液中的氧化还原行为。结果表明，所得前驱体中含有乙酰丙酮基[acac-]，所得纳米粉体粒径为20 nm；Ni/TiO₂电极在1 mol/L H₂SO₄溶液中有两对氧化还原峰，掺杂Ni电极的放电电流明显增大，达到75 mA ·cm_-2。     

柠檬酸根辅助电沉积制备铂纳米粒子及其制备条件的优化

以氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃为基体,在柠檬酸根存在下,采用恒电位电化学沉积法制备铂纳米粒子,并通过改变施加电位、柠檬酸钠浓度、前驱体浓度和电解质浓度来优化铂纳米粒子的制备条件.利用X射线衍射（XRD）表征在ITO表面沉积的Pt颗粒的晶相结构,并运用循环伏安法（CV）测定Pt/ITO电极在酸性介质中的电催化氧化性能.实验结果表明,在施加电位为-0.3V、H2PtCl6浓度为0.8mmol/L、柠檬酸钠浓度为20mmol/L和电解质HClO4浓度为0.1mol/L的条件下,制备出的铂纳米粒子的电催化性能较好.