纳米复合镀技术

纳米粒子具有的量子尺寸效应，表面效应和宏观量子隧道效应等，使其表现出很多独特的物理及化学性能，采用液相金属电沉积技术，通过将纳米粒子引入金属镀层中形成的纳米复合镀层，显示出优越的机械性能，电催化性能，耐腐蚀性能等，正逐渐成为研究的热点，本文介绍了纳米复合镀层的制造技术及纳米复合镀层的结构以及纳米复合镀层的研究现状。     

电沉积Ni/LaNiO3复合电极及其在碱性介质中的析氧性能

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物LaNiO3,然后将其加入瓦特镀镍液中进行复合电沉积,研究了镀液pH值和阴极电流密度对Ni/LaNiO3复合镀层组成的影响。运用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等对复合镀层进行表征,结果表明:最佳电沉积工艺条件是镀液pH=5.8和阴极电流密度jk=90 mA.cm-2,所得的Ni/LaNiO3复合镀层中LaNiO3的质量含量约为60%。用循环伏安、稳态极化、恒电位阶跃、电化学阻抗谱等电化学技术评价了Ni/LaNiO3复合电极的析氧性能。结果表明:在5 mol.L-1的KOH溶液中,Ni/LaNiO3复合电极的起始析氧电位较镍电极负,表观活化自由能比镍电极降低约2/3,比表面积约为镍电极的55倍,析氧电催化性能得到大幅度提高。     

Co-WC电极

从钴镀液中添加ＷＣ微粒复合电沉积制备Ｃｏ－ＷＣ镀层,ＷＣ微粒的加入,加快了阴极电化学反应．Ｃｏ－ＷＣ复合电极在碱性溶液中具有优越的电催化析氢性能,并经受了长期间断电解的试验,电极性能稳定     

Pt纳米粒子/Pd纳米线复合材料对乙醇的电催化氧化研究

采用恒电位法在多孔阳极氧化铝模板中电沉积Pd纳米线阵列,再运用循环伏安法在Pd纳米线阵列表面沉积Pt纳米粒子制备出复合纳米材料电极。运用循环伏安法和计时电流法研究了该复合纳米材料电极对乙醇的电催化性能的影响。结果表明,Pt纳米粒子/Pd纳米线复合电极相比于单独的Pd纳米线电极或Pt纳米粒子电极,对乙醇氧化有更高的电催化活性和很好的稳定性。     

Ni/NiCo2O4复合电极的制备及其在碱性介质中的析氧性能

采用共沉淀法制备尖晶石型复合氧化物 NiCo2O4, 然后将其加入瓦特镀镍液中, 复合电沉积了 Ni/NiCo2O4复合镀层. 通过改变镀液pH值、阴极电流密度jk等条件, 探索复合电沉积的最佳工艺条件. 运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)表征了复合镀层的表面形貌、颗粒含量和结构. 结果表明: 在镀液pH=6.2和jk=100 mA·cm-2的条件下所得Ni/NiCo2O4复合镀层中, NiCo2O4的含量达到最高(30.6%,w). 在5 mo·lL-1的KOH溶液中, 采用循环伏安、稳态极化和电化学阻抗法研究了电极的电催化析氧性能. 与镍电极对比, Ni/NiCo2O4复合电极的电催化析氧性能更高, 表观活化自由能降低了53.2 kJ·mol-1, 其析氧反应的表观交换电流密度是镍电极的7倍. 电化学阻抗谱分析表明, Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中析氧反应由电化学步骤和扩散步骤联合控制. 恒电位长时间电解析氧实验表明, 该Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中的析氧具有高的稳定性.     

Co—WC电极

从钴镀液中添加ＷＣ微粒复合电沉积制备Ｃｏ－ＷＣ镀层，ＷＣ微粒的加入，加快了阴极电化学反应。Ｃｏ－ＷＣ复合电极在碱性溶液中具有优越的电催化析氢性能，并经受了长期间断电解的试验，电极性能稳定。     

电极/反相微乳液体系电沉积制备纳米金镀层

将含有氯化金的强酸性水溶液作为水相与Triton X-100、正己醇、正己烷组成反相微乳液体系, 并以该微乳液构成电极/反相微乳液电极系统, 利用电沉积方法成功地制备出纳米Au镀层. 循环伏安和交流阻抗对反相微乳液体系电沉积过程的研究发现, 微乳液中Au(III)的还原为完全不可逆过程, 其电化学反应的阻抗值约为具有相同表观浓度氯化金水溶液体系的5.5倍. SEM研究结果表明, 利用微乳液体系电沉积获得的金镀层由纳米Au颗粒组成, 直径为50 nm左右. 所制备的纳米Au修饰电极由于具有较大的比表面积, 其电化学性能优于纯Au电极, 该电极在酸性条件下有较好的析氢性能, 在碱性条件对丙三醇有较好的电催化氧化性能.     

不同形状TiO2纳米材料在耐NaCl溶液及微生物腐蚀中的应用

采用电沉积方法研究制备了分别含TiO2纳米球、TiO2纳米线和TiO2纳米管的一系列Ni-P-Cr基复合镀层的耐海水微生物腐蚀的新型复合材料.TiO2纳米材料的形貌采用TEM表征.以SEM、EDX测试技术研究了复合镀层的表面形貌和元素组成.并分别在质量分数为3.5%NaCl溶液及以硫酸盐还原菌(SRB)为腐蚀介质,应用极化曲线和电化学阻抗谱法(EIS)研究了各种复合镀层的耐蚀和抗菌性能.结果表明,含TiO2纳米管的Ni-P-Cr基复合镀层具有更优良的耐电解质及微生物腐蚀性能.     

Ni-WC复合电极在弱酸性介质中的析氢催化性能

复合电沉积技术可以用来获得许多具有特殊功能的表层复合材料[1]．其中，用来制各具有电催化活性的表层功能复合材料，引起了人们的极大兴趣[2－4]．对酸性介质中氢的析出反应，金属和合金电催化作用的研究已有不少报导[5－8]，但金属基复合物电催化作用研究的报告，尚不多见．本研究工作米用复合电沉积方法制备WC微粒弥散于Ni中的复合镀层，考察了其在弱酸性介质中析氢反应的电催化性能．1实验制各Ni－WC复合电极的基础镇液组成为NiSO4·6H2O310g·L－1，NiCl2·6H2O50g·L－1，H3BO340g·L-1．所用试剂均为分析纯级，用去离子水…     

Ni-Mo/LaNi5多孔复合电极的制备及其电催化析氢性能

用复合电沉积及碱液溶解法制备了Ni-Mo/LaNi₅多孔复合电极. 运用扫描电镜和X射线衍射表征了复合电极的多孔两相复合结构. 在20% (w) NaOH溶液中, 采用稳态极化、电化学阻抗技术研究了Ni-Mo/LaNi₅多孔复合电极的电催化析氢性能, 电化学脱附为整个反应的控制步骤. 用循环伏安、长时间间断电解和差示扫描量热实验评价了该电极的稳定性能. 结果表明, 含有LaNi₅的多孔复合电极的电催化性能得到了提高, 并且具有优异的抗断电性能.     

镍基复合镀层对析氢反应的电催花活性

自从六十年代以来,电极作为一种电催化剂,其重要性逐渐受到人们的重视.认识到研究和改善电极的电催化性能,对于能源的开发利用,及其它生产实际应用有很大的经济意义.因此,为了寻找价格低廉的非贵金属催化剂,以及提高现有电极的电催化性能,人们已做了大量的工作.催化电极的材料由单一的金属、合金,逐步发展到使用一些碳化物、氧化物、复合氧化物等,并且已注重使用复合材料.提出了一些制备复合电极的新方法.如离子注入法、浸渍法、烧结法、化学吸附法等.用这些方法制备出的复合电极均不同程度地提高了电极的催化活性。     

铜-聚四氟乙烯复合电极的研制及应用

对铜-聚四氟乙烯复合电极的制作方法进行了研究,对其电分析性能做了考察,用XPS及SEM对电极表面形态进行了表征。实验证明,以5mA/cm²的电流密度镀0.5C所得的复合电极有优良的机械性能和分析性能,将其与裸铜电极相比,前者不仅加宽了电位窗,而且增大了对醇醛糖的恒电位安培法响应。将它做成流动注射分析检测池的柱状工作电极,则背景信号降低,使检出限进一步降低。可检出3×10^-6mol/L葡萄糖。本文还对它们的电氧化过程作了探讨。     

球磨形成的Ni-Mo纳米晶复合镀层上的析氢反应

采用复合电镀的方法将不同球磨时间制备的高催化活性的纳米晶，Ｎｉ－Ｍｏ合金粉直接镀于电极表面，并用稳态极化曲线及交流阻抗技术测试了这些电极析氢的电化学活性，同时用Ｘ射线衍射，透射电镜及扫描电镜监测了Ｎｉ－Ｍｏ合金粉的物相结构，晶粒尺寸及复合电极表面的形貌，并初步探讨了这些复合电极的析氢机理，实验结果表明，球磨不仅可使镍钼粉合金化成为纳米晶，同时随着球磨时间的增加，纳米晶晶粒继续细化，电极的析氢催化活     

羟基新戊醛在PbO2-SPE组合电极上的电氧化研究

采用热压-电镀法制得PbO₂-固体高聚物电解质(SPE)组合电极. 通过伏安曲线和槽压与过电位曲线的测量, 研究羟基新戊醛在该组合电极上电氧化行为. 通过PbO₂-SPE组合电极在阳极液中有、 无液相支持电解质及不同阴极液情况下的循环伏安曲线和线性伏安曲线比较, 证明该组合电极对羟基新戊醛氧化有较好的电催化作用.     

2-甲基吡啶在PbO2-SPE组合电极上的电氧化研究

分别采用热压法和热压-电镀法制备PbO2-SPE组合电极, 通过循环伏安和稳态极化曲线测量, 研究了这两种电极对2-甲基吡啶电氧化反应的电催化活性, 同时考察了工作电极电解液中有、无液相支持电解质电位与电流密度的关系及不同对电极电解液情况下, 电流密度与过电位和过电位与槽压的关系. 通过一般PbO2电极与热压-电镀法PbO2-SPE组合电极在电流密度与过电位和电流密度与槽压变化的比较, 发现热压-电镀法制备的PbO2-SPE组合电极在相同过电位下具有更高的电流密度, 在相同电流密度下具有较低的槽压.     

Co-WC复合电极在碱性介质中的电催化析氢性能

Co-WC复合电极在碱性介质中的电催化析氢性能     

基于SnO2为修饰层的Au-Pt / SnO2 / Au复合电极研究

用真空镀膜法在Au电极上沉积SnO₂薄膜，在HAuCl₄和H₂PtCl₄的混合溶液中利用直接还原法，将Au-Pt双金属纳米颗粒组装在SnO₂ / Au电极上，得到Au-Pt / SnO₂ / Au复合电极。采用SEM、TEM、XPS及CV曲线测定对Au-Pt / SnO₂ / Au复合电极进行了表征。结果表明:复合电极上双金属纳米颗粒分布均匀，粒子粒径约为25 nm左右。SnO₂作为修饰层以配位键与双金属纳米粒子结合。Au-Pt / SnO₂ / Au复合电极具有良好对甲醇氧化的电化学性能。     

用尖晶石型化合物NiCo2O4和复合镀技术制备析氧电极

为减少析氧电位、提高电极的稳定性、降低能耗和成本，人们一直在努力合成各种过渡金属复合氧化物作为析氧的电催化材料［１］．研究表明，尖晶石型化合物ＮｉＣｏ２Ｏ４对氧的析出有较高的催化活性［２］．但因其制备方法多为喷涂热解法，需４００℃以上温度，因此易发生...     

Investigations on the electrochemical preparation of gold–nanoparticle composites

The role of electrical charges in the double layers of the electrode and in particles during the electrochemical preparation of dispersion coatings was studied for the systems Au/diamond and Au/Al₂O₃. The surface charge of the electrode under the conditions of electroplating will depend on the potential of zero charge (p.z.c.). For the nanoscaled particles the sign of the surface charge was estimated from the zeta potential in dilute solutions. Successful inclusion of Al₂O₃ and diamond nanoparticles was observed when the particles and the electrode were oppositely charged. The Vickers hardness of the layers was increased by the codeposition of Al₂O₃, whereas it decreased in the case of nanodiamond.Presented at the 3rd International Symposium on Electrochemical Processing of Tailored Materials held at the 53rd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, 15–20 September 2002, Düsseldorf, Germany