析氢电催化剂Ni—Mo—Pb合金的研究

用电沉积法得到了非晶态Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐｂ合金，该事金在碱性溶液中对氢的阴极析出具有很好的电催化活性，并有良好的可逆性和稳定性。给出了Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐｂ电极上析氢反应的有关动力学参数。用稳态极化测量和ＸＲＤ对Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐｂ电催化剂进行了表征。     

银纳米粒子的制备及其电催化析氢的研究

通过低温水热法制备了银纳米粒子。分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对银纳米粒子的结构和尺寸进行了表征,结果显示银纳米粒子为立方晶相,尺寸约为70 nm,其表面展现出棱边但不是规则的立体形貌。将银纳米粒子用于电催化析氢性能测试,结果表明,纳米银在酸性条件下对析氢反应表现出一定的催化活性和稳定性,在10 m A/cm2电流密度下的过电位比块体银小100 m V,且塔菲尔斜率比块体银的小13 m V/dec。     

电沉积制备Ni-P非晶态催化电极上的析氢反应

用直接电沉积法在室温下制备出不同磷含量的Ni-P合金电极,用恒电流极化法研究了电极在20℃的1 mol/L KOH溶液中作为析氢反应阴极的催化性能,并用XRD及SEM方法研究了Ni-P合金镀层的组织结构. 实验结果表明,磷含量为8.49 at%的Ni-P合金电极具有优良的催化性能,在150 mA/cm2的电流密度下,析氢反应过电位最低,约为95 mV, 比纯镍电极低342 mV, 低电流密度区的Tafel斜率为65.4 mV/dec, 表现出良好的析氢催化活性, 这种高催化活性与镀层磷含量及组织结构有关.     

电催化析氢催化剂研究进展

氢能热值高和环境友好性强等特点使其成为未来能源界最具发展潜力的能源之一。电催化析氢反应（hydrogen evolution reaction,HER）作为一种绿色、可持续的产氢方法成为近年来广泛研究的主题。发展高性能、低成本、高活性的析氢催化剂是目前该领域面临的主要挑战。本文总结了近年来高性能催化剂用于HER反应的进展,重点介绍HER反应的基本原理,评估HER催化剂催化性能的典型方法,过渡金属以及化合物、非金属催化剂以及单原子催化剂等电催化析氢催化剂的最新研究进展,系统讨论了催化活性与催化剂形态、结构、组成和合成方法之间的联系,并对催化剂的合成策略、活性位点的固有活性、如何提高活性中心的内在活性和活性位点的数量进行了展望。     

电沉积钴硒化合物及其电解水析氢性能的研究

本文以CoCl·6H₂O、SeO₂为主盐,在铜箔上电沉积CoSe化合物。研究主盐浓度、沉积电势对CoSe化合物电解水析氢性能的影响。扫描电子显微镜测试表明,电沉积的CoSe化合物具有超薄的纳米片形貌;X射线衍射测试表明,CoSe化合物具有立方体硒钴矿结构。CoSe化合物表现出较优的氢析出活性,在电流密度为10m A·cm^-2时,对应的析氢过电势为244m V。     

硫化物催化剂电催化析氢性能的研究进展

当今社会,清洁能源取代化石原料能源是一种主流趋势,制备清洁能源成为当下的热门话题。氢气作为优良的清洁能源,具有可再生、绿色环保、来源广泛等优点,成为制取的首要目标。常见的高效制氢方法是电催化析氢法,实验室中传统电析氢催化剂主要以贵金属为材料,因贵金属数量少且价格贵,以非贵金属材料硫化物代替价格昂贵的贵金属材料为切入点进行研究制取硫化物析氢催化剂,然而硫化物析氢催化剂相比于贵金属催化剂有着导电性能差、易聚团等缺点,针对以上问题进行研究,通过合成多种硫化物,对他们进行电化学和结构等测试,从多方面考虑制得析氢性能的优良和稳定性更好的催化剂,为制得电解析氢催化剂提供有效的理论指导。     

电沉积镍—钴—磷合金析氢反应电催化行为的研究

采用电沉积法制得镍钴和镍－钴－磷合金,测量了其作为阴极在１Ｍ氢氧化钾溶液中的极化曲线以研究其催化化活性。实验发现,与镍电极相比,镍钴合金镍－钴－磷合金的析氢电位正移,其中,镍－钴－磷保金析氢电位正移２００多毫伏。此外,还通过扫描电镜试验和镀层成分分析从理论上探讨了磷元素对其析氢催化活性的影响。结果表明,镍－钴－磷合金具有较高的析氢催化活性,有利于降低槽压,减少能耗。     

电沉积法制备高活性析氢电极

高活性阴极材料在电化学工业中具有重大的应用价值。介绍了电沉积积法制备高活性析氢电极的发展,现状及应用前景。     

电沉积Ni-S-Co/ZrO2复合电极及其催化析氢性能

在镀液中悬浮粒径约为200~400 nm 的ZrO2固体颗粒,以电沉积方法制备了Ni-S-Co/ZrO2复合电极。XRD和SEM测试结果表明,沉积层由非晶态的Ni、Co、S和单斜晶型的ZrO2粒子组成。镀层表面呈团粒状结构,无裂隙,与基体结合牢固。电化学测试结果表明,25 ℃时,Ni-S-Co/ZrO2复合电极在28％NaOH溶液中,在电流密度100 mA•cm-2下的超电势为145 mV,与未复合纳米ZrO2粒子的Ni-S-Co电极相比降低了50 mV。表明超细ZrO2的掺入有效提高了电极对析氢反应的催化效果。实验表明,沉积的最佳电流密度为70 mA•cm-2,最适宜的ZrO2用量为15 g/L,采用Ni-S-Co作为过渡层可以显著改善复合镀层与基体的结合。     

析氢反应与过电位的关系以及氢过电位的应用

介绍了氢过电位产生的机理，说明了析氢反应和过电位的关系，并举例介绍氢过电位的应用。     

Ni-Mo合金电极的制备条件对其析氢性能的影响

采用电沉积技术制备了N i-M o合金电极,研究了电流密度、pH、温度对电极析氢催化活性的影响,得出了较适宜的工艺配方,该配方下制备的合金结构介于晶态和非晶态之间,具有较好的析氢催化活性。在28%的KOH溶液中,析氢电流密度为100 mA/cm2时,析氢电位比N i电极降低近300 mV。     

镍基TiO2复合电极的制备及电催化析氢性能

在含有TiO₂颗粒的氨基磺酸体系镀镍液中通过电沉积制备了Ni/TiO₂复合镀层。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对镀层进行表征的结果显示,TiO₂颗粒成功地沉积在镍镀层中,并改变了镍镀层的表面微观形貌和相结构。通过极化曲线、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱(EIS)、计时电位曲线等电化学测试考察了不同TiO₂质量浓度下所得Ni/TiO₂复合镀层的析氢活性和稳定性。与Ni镀层相比,Ni/TiO₂复合镀层显示出更高的析氢催化活性。TiO₂表面存在的羟基有利于析氢反应中氢吸附原子的形成,提高了析氢反应速率。在10 mA/cm²的阴极电流密度下,以6 g/L TiO₂制备的复合镀层表现出较低的析氢过电位(310 mV),具有最高的析氢活性。     

镍-钨/二氧化锆纳米复合电极析氢性能的研究

在含有20g/L硫酸镍、45 g/L钨酸钠、50 g/L配位剂和10g/L二氧化锆(粒径约20 rim)的溶液(pH=6)中,电沉积制备了Ni-w/ZrO,纳米复合电极.通过电化学方法研究了该纳米复合电极在质量分数为30%的NaOH溶液中的催化析氢性能,并与Ni-W合金电极进行了对比.利用扫描电镜观察了电极的表面形貌.结果表明,Ni-W/ZrO2纳米复合电极的催化析氢活性及稳定性均优于Ni-W合金电极.     

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。     

Ni/CrN高效电催化剂的制备及其析氢催化性能

氢能是一种具有高能量密度的清洁能源,如何有效的开发绿氢技术是当前社会首要解决的问题,而研发高效稳定的电解水产氢技术的电催化剂是一种可行性的方式,对促进氢能经济的发展具有重要的意义。通过水热-高温热解两步法合成了一种氮化铬支撑镍纳米颗粒的催化剂(Ni/CrN)。利用XRD、XPS、SEM以及TEM等测试手段对催化剂的形貌及结构进行表征,并在碱性环境下对催化剂进行电催化析氢性能的研究。结果表明,Ni/CrN形成了具有珊瑚状的微观结构,优化了电子结构,并且表现出了优异的析氢反应(HER)催化性能,在10 mA/cm²的电流密度下,Ni/CrN催化剂仅有66 mV的过电位和47 mV/dec的Tafel斜率,十分接近商业的Pt/C催化剂的析氢性能。在10 mA/cm²电流密度的循环稳定性测试中,Ni/CrN表现出比商业Pt/C电极更优越的催化稳定性。     

离子膜电解槽用纳米Ni-Mo合金阴极的制备及其催化析氢性能

采用正交实验法确定了电沉积N i-Mo合金的最佳工艺。通过测试N i-Mo合金在模拟氯碱工业离子膜电解槽工艺条件下的阴极极化曲线,考察了N i-Mo合金电极的催化析氢性能。结果表明,当电流密度为3.0kA/m2时,N i-Mo合金电极的析氢过电位较镀镍电极降低约400 mV,反应活化能仅为24.89 kJ/mol。扫描电镜观察到N i-Mo合金电极表面微观粗糙,X射线衍射测试结果表明,所制备的N i-Mo合金为纳米晶结构,平均晶粒尺寸为2.25 nm。