释氢多孔镍电极的制备及性能

1、绪言近年来,国内外关于电解工业中释氢活性阴极的研究非常活跃,并有过不少文献报道。我们在前人的基础上,用 Ni—Zn合金电镀法制得的多孔 Ni 电极具有比表面积大、释氢超电位低的性能。曾经有人推测:能量因素和几何因素是影响释氢电极化学性能的两大主要因素。我们发现本实验所制的多孔 Ni 电极在碱液中的释氢动力学参数     

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。     

氯碱电槽新型阴极的研究——空气电极用于氯碱电槽的探索试验

引言电解过程中电解槽槽电压的高低是电耗大小的主要因素,其中阴阳极的电极电位是主要组成部分,因此近年来,国内外电解技术的进展多致力于有效地降低电极电位的新颖电极研究和应用。自从氯碱电解槽开始使用金属阳极后,国内外的研究者已把注意力转向阴极,但是大多数仍仅在氢放电机制中有限度地挖掘潜力。本试验指导观点系认为唯有采用新型阴极改变原用铁阴极氢放电机制,才是大幅度降低阴极放电电位的有效途     

镍基析氢阴极技术综述

氯碱工业是我国基础原材料工业,在国民经济中发挥着举足轻重的作用。降低阴极高析氢过电位是目前氯碱工业节能降耗、提高企业经济效益的关键。在最近十几年中,活性阴极技术的研究与应用日益受到人们的重视。影响镍基析氢活性电极性能的主要因素有两种:一是电极材料结晶结构的影响;二为电极真实比表面积的影响,当电极材料的真实表面积远大于表观面积。本文综上了阴极析氢电极在专利申请上的发展历程,从而有助于阴极析氢电极研究人员了解该技术专利动向。     

甲醇在聚苯胺修饰铂钼共沉积电极上的催化氧化

用恒电位法和循环伏安法在铂电极上分别制备了聚苯胺修饰的分散氢钼青铜电极和分散铂电极,以及聚苯胺修饰的不同铂钼比例的铂与氢钼青铜共沉积电极。用循环伏安法研究了制备电极在c(H2SO4)=0.5mol/L水溶液中的电化学行为,以及对c(CH3OH)=0.1 mol/L的催化氧化行为。其中,分散氢钼青铜电极对甲醇无催化氧化的作用,铂与氢钼青铜共沉积电极对甲醇的催化氧化效果优于分散铂电极。铂-氢钼青铜共沉积电极对甲醇氧化的催化能力与共沉积铂钼的比例有关,当制备电极所用的溶液中n(氯铂酸)∶n(钼酸钠)=2∶1时,共沉积电极对甲醇的催化氧化活性最高,此时甲醇在共沉积电极上的氧化峰电流是单纯铂电极的2.632倍。     

碱性电解水析氢电极的研究进展

电解水制氢将成为未来绿色制氢工业的核心技术。研究新型阴极材料以有效降低阴极过电位,对降低电解水能耗和设备成本、提高生产稳定性和安全性,具有十分重要的现实意义。本文主要对碱性水溶液电解制氢工业的析氢阴极材料进行综述。围绕电极结晶结构设计和尺寸结构设计两个主要的电极发展方向,重点介绍了3类基于电沉积制备技术的Ni基电极材料:合金析氢电极、复合析氢电极、多孔析氢电极。分析了当前析氢电极在实验研发与工业应用中存在的问题。指出采用电沉积法,制备催化活性更高且适用于工业电解环境的多元复合电极材料将是今后析氢电极发展的趋势。     

氢钼青铜修饰铂电极对甲醇氧化的电催化作用

利用循环伏安法研究了氢钼青铜在铂电极上的修饰作用和修饰铂电极在c(H2 SO4 ) =0 5mol/L溶液中对甲醇的催化作用。研究结果表明 :铂电极因钼酸盐的还原和钼青铜的氧化而得到修饰 ,低电位范围内修饰铂电极对甲醇的氧化有催化作用 ,催化氧化电流是未修饰电极上的1 6倍。酸性条件下 ,含高价态钼的钼青铜不稳定 ,会不断溶解对铂失去修饰作用 ,对甲醇的氧化效果与未修饰铂电极上的效果相同 ;而低电位时 ,钼青铜修饰铂电极则相对稳定     

氢钼青铜修饰铂电极对甲醇催化剂的电催化作用

利用循环伏安法研究了氢钼青铜在铂电极上的修饰作用和修饰铂电极在c(H2SO4)=0.5mol/L，溶液中对甲醇的催化作用，研究结果表明：铂电极因钼酸盐的还原和钼青铜的氧化而得到修饰，低电位范围内修饰钱电极对甲醇的氧化有催化作用，催化氧化电流是未修饰电极上的1．6倍，酸性条件下，含高价态钼的钼青铜不稳定，会不断溶解对铂失去修饰作用，对甲醇姝氧化效果与未修饰铂电极上的效果相同，而低电位时，钼青铜修饰电极则相对稳定。     

用膜—电极组合或气体扩散电极电化学转化无水卤化氢为卤气

用膜－电极组合,或膜和电极分开的装置如带膜的气体扩散电极使无水卤化氢电化学转化为卤气,介绍了所用的电槽和工艺。该电槽中装配有离子传递膜,膜的一侧与阳极接触,另一侧与阴极接触。该工艺包括：将无水卤化氢通入电解槽,在两极间施以1．0－2．0V的电压（阳极电位高于阴极电位）在槽压206．7－757．9kPa、温度为40－120℃、电流密度5．8－12kA/m^2的条件下进行电解,无水卤化氢在阳极上被氧化成无水卤气和质子,该质子通过离子交换后在阴极被还原;在膜的阴极侧通水且与含氧的气体接触。     

镍-钼合金镀层

本专利叙述导电性非常好的、耐腐蚀和低氢过电位的阴极镀层。这一阴极镀层是镀覆于铜基体上之镍-钼合金。最好是采用添加有一定量的钼的镍槽,使镍钼合金电沉积在铜基体上。钼的加入形式要能在水溶液中提供放电沉积离子的离子源。镀槽可以是含有20-150克/升镍盐(硫酸镍和氯     

双脉冲电沉积制备Ni-聚苯胺复合电极及其析氢性能的研究

采用控制双脉冲电位沉积技术制备N i-聚苯胺复合电极。扫描电镜下观察电极表面呈菜花状结构,比表面积约为普通镀N i电极的4~50倍。N i-PAN复合电极的X射线衍射谱图中分别出现了N i和PAN的特征峰。通过测试复合电极在模拟氯碱工业电解液中的阴极极化曲线,研究了N i-PAN电极的析氢性能,结果显示当电流密度为0.10 A/cm2时,析氢过电位较镀N i电极降低约350 mV。复合电极性能稳定,可作为氯碱工业用活性阴极,能显著降低能耗。     

镍基合金作为电解工业阴极材料的研究

前言近年来在氯碱工业中阴极材料的改进正引起大家的重视.由于目前使用的铁阴极具有约300—400mv的氢过电位,耗电能较大,很需要改进.一种改进的办法是在现有铁网电极上镀一层多孔性活性镍.由于所得雷尼镍的催化特性和增大的表面积,使氢过电位下降较多~〔1〕     

水杨酸阴极还原为水杨醛的研究

本文用循环伏安法和极谱法对水杨酸阴极还原为水杨醛进行了研究。结果表明：水杨酸阴极还原为水杨醛是不可逆的；阴极材料必须是汞或汞齐化的高氢电压电极材料；阴极电解液必须加入Ｈ＿３ＢＯ＿３和ＮａＨＳＯ＿３；电解液温度应控制在１７℃；在Ｃｕ－Ｈｇ齐电极上水杨酸的还原电位为－１．６Ｖ，在Ｐｂ－Ｈｇ齐电极上其还原电位为－１．５Ｖ。我们用Ｃｕ－Ｈｇ齐为阴极的离子交换膜电解槽对水杨酸进行恒电位电解，紫外吸收光度分析法分析电解液中水杨醛含量为０．１２Ｍ／ｌ，转化率为７５％，电流效率达６０％     

贮氢合金电极在山梨醇制备中的应用

用贮氢合金作催化还原电极恒电位电解葡萄糖 ,得出合金的表面处理及电极的活化可提高山梨醇电流效率至 80 %以上的结论。同时贮氢电极与Pb电极及发泡Ni电极作了对比 ,发现电解葡萄糖制备山梨醇过程中 ,贮氢电极是较好的还原电极。用贮氢电极 (2 )做阴极 ,30℃ ,电流密度为 80 0mA/dm2 ,葡萄糖溶液及硫酸钠支持电解质浓度均为 0 .5mol/L ,pH =8的条件下 ,电解葡萄糖制山梨醇电流效率高达 94% ,葡萄糖转化率达 80 %以上。     

氯碱电解活性阴极研制工作

隔膜法电解制碱的能源消耗是一大生产开支,在能源紧张的今天,环绕节能的研究工作是必不可少的。隔膜法电解制碱,自采用金属阳极取代石墨阳极后,如何降低阴极过电位的研究就越来越受到人们的重视。我厂在近两年中就这一课题进行了一些工作。要降低电解析氢反应的过电位,方法很多。例如合金电极、雷尼镍电极、氧化物电极等等。在国外活性阴极的研究工作中雷尼镍电极占了较大的比例。雷尼镍制造方法很多,有喷涂法、真空涂膜法、冷压粉末冶金     

大电流密度下铬电极析氢行为

在电解金属铬使用的7.5~20 A/dm2的大阴极电流密度下，测定了温度30~55℃及pH为2.1~2.5条件下的硫酸铵体系中铬电极表面析氢极化曲线，探讨了大电流密度下铬电极析氢的电化学过程. 结果表明，同一电流密度下，温度升高或pH值降低，析氢电位的绝对值变小. 电解铬时十六烷基三甲基溴化铵的加入使析氢极化曲线向负方向移动，可用作阻氢剂. 加入20 mg/L的十六烷基三甲基溴化铵，电流效率提高了8.1%. 由pH=2.1时的极化曲线得到不同温度及电流密度下铬电极表面一系列析氢过电位值. pH=2.1时的极化曲线的塔菲尔直线均通过lgi为1.72、过电位为1.35 V的公共点.     

镍电极上硫酸盐溶液体系三价铬电沉积动力学初探

采用阴极极化曲线法、循环伏安曲线法和恒电位电解试验探讨了硫酸盐溶液体系三价铬在镍电极上电沉积的电化学行为和动力学规律。以二水甲酸钠为主配位剂、甘氨酸为辅助配位剂时,首先在镍电极上进行析氢反应,当阴极电位负于-1.35 V时才会有明显的三价铬电沉积现象。镍电极表面的析氢反应过程和三价铬电沉积过程均为不可逆电极过程。镀液Cr(III)含量和p H的增大具有增强阴极极化的作用;温度以及二水甲酸钠、甘氨酸和硫酸铵含量的增大则具有降低阴极极化、提高阴极反应速率的作用。     

铁硼基海绵催化电极的制备及其高效析氢性能

采用温和化学镀法在非导电基底材料聚氨酯海绵(PU)上成功制备了NiB@Fe–B/PU催化电极,并通过掺杂少量第三种元素,如钴、钼等金属元素制备了NiB@Fe–Co–B/PU和NiB@Fe–Mo–B/PU催化电极。结果表明,掺杂钴、钼可明显提升NiB@Fe–B/PU催化电极的析氢性能,其中掺杂钴的性能更优。在0.5 mol/L缓冲液(磷酸缓冲盐溶液,PBS)中,NiB@Fe–Co–B/PU电极的析氢反应(HER)过电位仅为161 mV(电流密度, j=50 mA/cm2),塔菲尔斜率为68.24 mV/dec,且在过电位为61 mV下能够稳定工作24 h以上,电化学稳定性良好。     

电沉积钼合金及其析氢电催化性能研究

在大量文献的基础上,采用正交实验电沉积出了La-Mo、La-Co-Mo合金。经过测试证明：钼合金镀层致密,结合力强,具有较高的硬度和耐高温腐蚀的性能。通过极化曲线的测定,结果表明钛基钼合金都具有比钛电极较低的析氢过电势,证明了钼合金具有较高的电催化性能,可望成为新一代的氯碱工业用高活性阴极。     

镍基金属氧化物活性阴极的制备和应用性能的研究

通过热分解法制备了不同掺杂金属配比的镍基金属氧化物活性阴极,考察了不同掺杂金属配比对活性阴极析氢过电位和长期稳定性的影响。在工业化试验条件下测试了活性阴极在高碱浓度中的抗Fe2+中毒和抗反向电流氧化的性能。用稳态极化法测定了镍基金属氧化物活性电极的极化曲线,通过X-射线衍射仪和扫描电镜分析解释了活性阴极在碱性溶液中的析氢行为,并探讨了在碱液中的电催化反应机制。以铁阴极为对照,采用热分解法制备的镍基金属氧化物活性阴极具有很好的电催化性能、长期使用稳定性、抗反向电流氧化作用和抗Fe2+中毒等性能。