MoCo@NF电极材料的制备及析氧性能研究

为研究水热法制备泡沫镍负载钼钴析氧电极材料的影响因素,采用正交实验方法制备了一系列析氧电极材料,结合电化学性能分析得出降低析氧过电位的最佳条件.通过SEM、EDS及电化学性能研究了最佳条件下制备的电极材料,研究表明,泡沫镍表面负载了呈现出花朵状的钼钴氧化物,表现出较好的析氧性能,其电极电流密度在100mA·cm-2 的过电位为311mV,Tafel斜率为72mV·dec-1,双电层电容Cdl为20.85mF·cm-2,1h内电流密度保持率达 95.71%.     

电沉积法制备碱性电解水镍基析氧电极的研究进展

在“碳达峰、碳中和”的目标下,绿氢成为极具前景的清洁能源。碱性电解水制取绿氢技术商业化程度最高,但由于析氧反应(OER)动力学过程缓慢且需要较高的过电位,成为制约电解水电极效率的主要瓶颈。商业电解槽中广泛使用的镍网或泡沫镍电极的OER性能仍有很大提升空间,在其上复合镍基催化功能层,开发新型高活性的析氧电极有利于提高电极效率,降低制氢成本。电沉积技术具有工艺简单、条件温和、利于放大生产自支撑电极的优势,成为工业化生产OER电极的理想工艺之一。本文综述了近年来利用电沉积技术制备的镍基析氧电极并用于碱性电解水的研究进展。采用电沉积技术在镍网或泡沫镍基底上制备镍(氢)氧化物、双金属及多元金属以及非金属掺杂的镍基催化剂作为催化功能层,通过增强催化功能层的电导率及金属间的协同作用、增加活性位点数量、减小扩散路径以及改变表面原子构型等方式提高镍基自支撑电极的OER性能。最后,展望了镍基自支撑电极在电解水领域的应用,同时指出了电沉积法制备电极材料存在的挑战。     

二氧化锰/银复合材料的制备及其电解水析氧性能的研究

锰基材料因其具有特殊的结构和性能而被广泛地应用在电化学储能及催化领域.以KMnO4和MnSO4·H2O为原料,聚乙二醇-4000(PEG-4000)为分散剂,通过水热法成功制备出了花瓣片状和细长方柱状MnO2纳米晶体,通过X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和能谱仪等多种表征技术,详细地揭示了其形貌、微观晶体结构和化学组...     

电沉积制备多孔Ni-Fe-Sn合金电极及其析氧性能

采用直流电沉积法在铜箔表面合成了多孔结构的Ni–Fe–Sn合金,用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对合金的微观组织形貌和相态进行了表征,用电化学工作站测试了合金电极在碱性环境中的析氧性能。结果表明,Ni–Fe–Sn合金电极主要由Ni3Sn2和FeNi3相组成,电极表面形成了多孔结构。在30wt% KOH溶液中,Ni–Fe–Sn合金的析氧过电位仅为261 mV(电流密度10 mA/cm2),Tafel斜率为69.9 mV/dec。电极在10 mA/cm2电流密度下能稳定工作12 h以上,具有良好的电化学稳定性。     

铁钴MOF的制备及电解水析氧性能研究

氢气是一种高能量密度的清洁型能源,具有高效率、低成本、产物无污染和来源丰富等优点,利用太阳能光伏、风力、水力等可再生清洁能源电催化分解水制氢是最具潜力的绿色制氢方式之一。其中电催化材料对能源转换效率起至关重要的作用,电催化优异的Pt、Ir等贵金属基材料价格高昂、储量稀缺,无法在工业上大规模应用。因此,非贵金属类电催化材料成为当前电催化领域研究的热点。而影响电解水效率的主要因素是动力学缓慢的析氧半反应(OER),本论文合成了一种新型有机双联配体,并利用该配体与钴、铁等配位,水热合成了一系列钴、铁单金属MOFs(Co_xMOFs、Fe_xMOFs)和钴铁双金属MOFs(Co_xFe_yMOFs)材料,表征其微观结构和形貌,并通过多种电化学手段测试其电催化分解水析氧性能,结果表明单金属MOF中有机配体与金属按物质的量比3∶1制备的MOF的析氧性能最好,而双金属MOF中铁和钴的相互作用提高了其电催化动力学、减小了电化学阻抗,Co₆FeMOF表现出最优的电催化析氧性能,且所有催化材料都具有较好的...     

不锈钢基ZnO/PbO2阵列电极的制备及其析氧电催化性能

以不锈钢(SS)为基体,聚苯乙烯(PS)微球为模板,采用直流电沉积法制备了SS/ZnO/PbO2阵列电极.通过扫描电镜(SEM)分析和线性扫描伏安法(LSV)测试,研究了电流密度、施镀时间和Pb(NO3)2质量浓度对电极活性层微观形貌和析氧电催化性能的影响.结果表明,在电流密度5.0 mA/cm2和Pb(NO3)2质量浓度190 g/L的条件下施镀25 min所得SS/ZnO/PbO2阵列电极表面呈规则的花瓣状阵列结构,晶粒均匀、致密,电催化活性优异.     

电沉积方法制备镍硫析氢电极及其电化学性能

采用恒电流电沉积方法制备Ni-S电极,通过极化曲线研究了硫脲质量浓度、电流密度、镀液温度、电沉积时间等对Ni-S电极析氢性能的影响,获得了较佳的制备工艺:NiSO4·6H2O187.2g/L,硫脲100g/L,H3BO340g/L,NaCl 20g/L,pH=4,电流密度30 mA/cm2,镀液温度55℃和电沉积时间1...     

Mn掺杂ZnCo2O4纳米片阵列的制备及电化学性能研究

通过水热合成再煅烧的方法在泡沫镍表面生长出了Mn掺杂的ZnCo2O4纳米片阵列。利用XRD、SEM、EDS-面扫描、XPS对样品的结构/形貌和掺入的Mn元素的分布情况进行了表征。然后,再进一步对样品进行了循环伏安曲线、恒电流充放电和循环稳定性的测试。结果表明,样品在电流密度为3 mA/cm2时,比电容达到了2 134.1 F/g;在电流密度为10 mA/cm2时,循环1 000圈,电容保持率为98.59%。因此,合成的样品比电容较高且循环稳定,是一种较为理想的超级电容器的电极材料。     

钛基涂层氧化物析氧阳极材料的研究进展

介绍了钛基涂层氧化物析氧阳极(DSA)的制备方法,包括热分解、磁控溅射、溶胶–凝胶和电沉积等方法。分析了DSA阳极的析氧原理。指出了DSA电极存在的问题及未来的发展趋势。     

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。     

电化学技术制备析氢电极材料的研究进展

电化学方法是制备析氢电极材料最常用、最简单的方法之一。介绍了采用电化学方法制备晶态合金、纳米晶合金、非晶态合金及复合金属等析氢电极材料的研究进展,并对电极催化析氢机理进行了概述。     

钛基IrO2+SnO2电极的析氧性能及其在电合成丁二酸中的应用

通过热分解法制备了IrO2+ SnO2/Sb2 O3+ SnO2/Ti、IrO2+ SnO2/Ti、IrO2+ Ta2O5/Sb2O3+ SnO2/Ti电极,通过线性伏安、电化学阻抗、强化寿命测试等研究了钛基涂层电极在1 mol· L-1硫酸溶液中的析氧性能.采用EDX、SEM等考察了电极的表面元素分布和电极强化寿命测...     

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。     

碱性电镀用泡沫镍/硫化镍阳极的制备与性能

以泡沫镍(NF)为基体,先在由0.10 mol/L NiCl2·6H2O、0.63 g/mL氯化胆碱和50％(体积分数)乙二醇组成的低共熔溶剂中电镀得到NF/Ni,再对其水热硫化而得到NF/Ni3S2电极.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、线性扫描伏安法和恒流极化分析了NF/Ni3S2阳极的表面形貌、物相组成及电化学性...     

节能析氢电极的研究

用电镀法制备了镍－钼析氢电极，考察了制备条件对该电极析氢活性的影响。本文实验条件下，镀液中钼与镍的原子比为1：2，电镀电流密度为18mA·cm－2时，制备的镍－钼电极有较高的折氢活性。与现行氯碱电解槽的低碳钢网析氢电极比较，析氢过电位降低0．116V。     

静电纺丝制备镍铁纳米纤维及其析氧性能

高效的析氧反应（OER）催化剂对于高效的能量储存和转换是必不可少的。本文采用静电纺丝法结合一步煅烧成功制备了镍铁合金/铁酸镍复合纳米纤维（NiFe/NiFe₂O₄）,通过调变煅烧气氛、温度、元素比例等条件并结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学等测试手段对材料进行了相关表征与分析。其中电化学测试结果显示,该材料对碱性介质（1mol/L KOH）中析氧反应具有较高的电催化活性,最佳样品在电流密度达到10mA/cm²时所需过电位为380mV,并且在计时电位法测试10h后也表现出极佳的稳定性。     

超级电容器电极材料制备与性能研究

用恒电位沉积法在不锈钢电极上制备了MnO2薄膜,测试了循环伏安曲线及充放电性能。测试结果表明,充放电电压随时间呈线性变化,循环伏安曲线无明显的氧化还原峰,说明制备的MnO2具有良好的电容特性。     

钒掺杂CoP材料的制备及碱性电催化析氢研究

通过将V₂O₅胶体和ZIF-67进行耦合成功合成纳米V-CoP材料。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)对材料的组成和形貌进行表征,并进行电化学析氢性能测试。结果表明,钒元素是高度均匀分散在CoP中的,与块状的CoP相比,V-CoP纳米材料表面粗糙且呈多孔性,V元素的引入使得V-CoP的活性位点增加,进而增进催化剂的HER性能。在1.0 mol/L KOH溶液中,V-CoP具有优异的HER性能(169 mV@10 mA·cm^-2),较小的塔菲尔(Tafel)斜率和高效的电子转移速率,在67 h的计时电压法测试后催化剂仍保持较好的活性,表明该电极具有良好的稳定性。