Ni-W-WC复合电极在碱性介质中的电催化析氢

氢能源作为高效、洁净和理想的二次能源,已受到世界各国广泛的重视［１］．电解水制氢是实现大规模生产氢的重要手段,为降低电解能耗,最行之有效的办法是降低氢的阴极析出电位,因此开发新型廉价高催化性能的析氢材料具有十分重要的意义．具有高催化析氢活性的单一金属和合金材料已广为报导［２－８］．近二十年来,通过复合电沉积技术将一种或数种不溶性固体微粒渗杂到金属材料中所形成的复合镀层,如Ｎｉ－ＷＣ［９］、Ｎｉ－ＰＴＴＥ［１０］、Ｎｉ－ＲｕＯ_２［１１］、Ｎｉ－ＬａＮｉＯ３［１２］等,这些复合镀层因其高比表面而表…     

电沉积Ni—Mo—P合金镀层在NaCl溶液中的腐蚀特性

用失重法，阳极率曲线，Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）以及俄歇电子能谱（ＡＥＳ）研究了电沉积Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐ合金镀层在５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀特性，非晶态Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐ合金镀层比晶态Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐ合金镀层有较低的腐蚀速度阳极极化曲线表明，Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐ合金镀层中，镍的摩尔分数国０．７１９～０．８６８时，随镀层中磷含量的增加，腐蚀电位正移，而活化区的峰电流随镀层中钼含量的增加而增加，磷含量的活化区的峰电流以及     

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     

镍钨磷合金电结晶机理及其镀层结构与显微硬度

应用循环伏安,恒电位阶跃和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等方法了Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金电沉积特点和镀层结构与显微硬度,结果表明,在以柠檬酸铵为配体的溶液中,Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金 层较Ｎｉ－Ｗ合金有较低的电化学活性,根据电位阶跃的ｉ－ｔ曲线分析表明,在玻碳电极上Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金电结晶过程遵从扩散控制瞬时成核三维成长模式进行,随着过电位的增加,电极表面上晶核数增多,ＸＲＤ试验结果表明,Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金镀层呈现明显的非晶态特征,所获得的Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金电沉层的显微硬度在４５０ｋｇ．ｍｍ＾－２左右。     

复合镀层中ZrO2微粒对基质Ni晶体结构的影响

采用复合电沉积方法制备了Ｎｉ－ＺｒＯ２复合镀层，探讨了ＺｒＯ２微粒引起的基质金属Ｎｉ的晶体择优取向及点阵常数的变化，及其对析氢电催化活性的影响。结果表明，ＺｒＯ２微粒的存在改变了Ｎｉ的电沉积层结构，使基质金属Ｎｉ产生新的沿（２２０）晶面的择优取向。这一新的择优取向不利于析氢反应。择优取向的改变说明复合电沉积过程中，Ｎｉ与ＺｒＯ２微粒是以一定的界面匹配进入复合镀层的，基质金属Ｎｉ点阵参数的改变也证明     

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。     

p—Si上电沉积Ni—W—P薄膜的结构与热稳定性

研究了ｐ－Ｓｉ上恒电流沉积Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金薄膜组成与结构的关系，讨论了镀层的组成、结构随沉积时间的变化．测定了非晶合金的晶体结构随热处理温度的改变以及ＤＴＡ曲线，结果表明，非晶Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金在晶化过程中形成两个纳米超微晶相，非晶Ｎｉ－Ｗ－Ｐ薄膜的热稳定性远高于通常使用的非晶Ｎｉ－Ｐ薄膜．     

芳族硝基化合物电还原中Cu-Ni合金的电极活性

本文采用共沉积法制备了以铜为基体的不同Ｃｕ／Ｎｉ比的Ｃｕ－Ｎｉ合金镀层,并用稳态极化法研究了这些镀层在使用硝基苯（ＮＢ）和１,５－二硝基蒽醌（１．５－ＤＮＡ）制备对氨基苯酚（ＰＡＰ）及１,５－二氨基－４,８－二羟基蒽醌（１,５－ＤＡ－４,８－ＤＨＡ）等电化学还原过程中的阴极活性．研究表明,在ＰＡＰ和１,５－ＤＡ－４,８－ＤＨＡ电合成体系中,不同Ｃｕ／Ｎｉ比的合金阴极具有不同的交换电流密度（ｉｏ）和表观活化能（ＥＡ）,其中以０．０５ｍｏｌ／ＬＣｕＳＯ４·５Ｈ２Ｏ＋０．６ｍｏｌ／ＬＮｉＳＯ４·６Ｈ２Ｏ＋０．２５ｍｏｌ／ＬＮａ３Ｃｉｔ·２Ｈ２Ｏ组成的镀液,并在控制电流密度为０．６Ａ·ｄｍ－２、ｐＨ值为６、体系温度为５０℃等工艺条件下镀制的Ｃｕ－Ｎｉ合金试片（ＣＮ－３０）,具有最大的ｉｏ和最小的ＥＡ值,与常规所用的Ｃｕ、Ｃｕ／Ｈｇ、蒙乃尔合金等阴极相比,ＣＮ－３０试片的电极性能最佳     

稀土对电沉积Ni-P合金镀层耐蚀性的影响

研究了稀土对电沉积Ｎｉ－Ｐ合金度层耐蚀性及组织的影响,通过浸泡实验和极化曲线的测定。得出在镀液中添加一定量的稀土元素能显著改善镀层的耐蚀性能。ＸＲＤ,ＴＥＭ,ＥＤＳ结果表明,稀土元素具有促进Ｎｉ－Ｐ合金形成非晶组织的作用,由于稀土的加入,在远低于８％的Ｐ含量下,获得了以非晶态为主的组织。     

镍-碳化钨微粒复合电沉积机理的研究

研究了在普通镀镍溶液中导电性微粒碳化钨与基质金属镍形成复合镀层的电沉积过程，实验结果表明，导电性的ＷＣ微粒在与Ｎｉ共沉积形成Ｎｉ－ＷＣ复合镀层的过程中，也遵循Ｇｕｇｌｉｅｌｍｉ的两步吸附机理，只是在电极表面，ＷＣ微粒的弱吸附覆盖度与强吸附覆盖度的比值，较非导电性微粒的复合共沉积体系的要小得多。     

Ni—WC复合电极的结晶结构及其电化学性能的研究

本文在优选的工艺条件下制备了Ｎｉ－ＷＣ复合电极。其ＳＥＭ观察和ＸＲＤ测试结果表明：复合电极中的Ｎｉ是以比Ｎｉ电极的Ｎｉ更微小的晶粒存在。复合电沉积过程中，导电性的ＷＣ微粒的存在，对基质金属Ｎｉ的电沉积方式产生了影响，使基质金属Ｎｉ几乎无择优取向性。采用循环伏安法对其电化学性能进行研究，实验结果表明：Ｎｉ－ＷＣ复合电极在碱性水溶液析氢反应中与Ｈ质子之间的吸附作用及吸附量高于Ｎｉ电极，对硝基苯的电还原反应具有比Ｎｉ电极更良好的催化活性。     

Electrolysis of ammonia for hydrogen production catalyzed by Pt and Pt-Ir deposited on nickel foam

Electrolysis of ammonia in alkaline electrolyte solution was applied for the production of hydrogen. Both Pt-loaded Ni foam and Pt-Ir loaded Ni foam electrodes were prepared by electrodeposition and served as anode and cathode in ammonia electrolytic cell, respectively. The electrochemical behaviors of ammonia in KOH solution were individually investigated via cyclic voltammetry on three electrodes, i.e. bare Ni foam electrode, Pt-loaded Ni foam electrode and Pt-Ir loaded Ni foam electrode. The morphology and composition of the prepared Ni foam electrode were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Effects of the concentration of electrolyte solution and temperature of electrolytic cell on the electrolysis reaction were examined in order to enhance the efficiency of ammonia electrolysis. The competition of ammonia electrolysis and water electrolysis in the same alkaline solution was firstly proposed to explain the changes of cell voltage with the electrolysis proceeding. At varying current densities, different cell voltages could be obtained from galvanostatic curves. The low cell voltage of 0.58 V, which is less than the practical electrolysis voltage of water (1.6 V), can be obtained at a current density of 2.5 mA/cm². Based on some experimental parameters, such as the applied current, the resulting cell voltage and output of hydrogen gas, the power consumption per gram of H₂ produced can be estimated.     

Influence of the Oxide Content in the Catalytic Power of Raney Nickel in Hydrogen Generation

The influence of oxides in the hydrogen evolution on Raney nickel electrocatalysts was characterized by electrochemical impedance measurements. In addition, these materials show competitive overpotentials for hydrogen evolution with a modified Watts bath as a binder for the Raney nickel. The optimum result was ?190?mV of overpotential at 100?mA?cm^?2. Oxygen in the Raney Ni catalyst affects its electroactivity toward hydrogen evolution. The source of oxygen is related to the presence of chloride ions in the modified Watts bath. A Watts bath binds Raney Ni particles to the surface of the catalysts and chloride regulates the oxygen content in the nickel binder during electrodeposition. High oxygen content increases the hydrogen evolution overpotential of the electrode. The electroactivity of the synthesized porous coatings was evaluated by polarization curves and impedance plots. In addition, surface characterization by X-ray diffraction, field emission–scanning electron microscopy equipped with energy-dispersive analysis, and X-ray photoelectron spectroscopy is reported.     

(Ni-Co)-WC复合电极的析氢催化性能

采用 复合电沉 积方法获 得了（ Ｎｉ Ｃｏ） Ｗ Ｃ 复合电极 ,考 察了 复合 电极 在弱 酸性、碱性 和中性介质 中的析 氢电催化 性能,并 在弱酸性 介质中 进行了电 化学稳定 性实验 ． 结果 表明,复 合电极具有优越 的析氢 电催化性 能和良好 的电化 学稳定性 ．     

镍硫析氢活性阴极的电化学制备及其电催化机理

以硫代硫酸钠作为硫源, 在基本的瓦特浴镀液体系中通过恒电流电沉积方法获得了不同晶体结构的镍硫合金活性阴极. 通过能量散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)对镀层的化学成分、晶体结构以及表面形貌进行了分析, 并对活性阴极的电催化活性以及析氢过程机理进行了研究. XRD测试结果表明, 随着镀层中硫含量的变化, 镀层的晶体结构呈现出非晶态/Ni3S2混晶和金属间化合物(Ni3S2)两种晶体结构, 其中, 硫含量为33.9%(原子分数)的非晶态/Ni3S2混晶结构的活性阴极在碱性溶液中具有很好的析氢活性, 其优良的析氢活性主要来自于Ni3S2很强的吸附氢能力. 交流阻抗的测试结果表明, Ni3S2金属间化合物的析氢过程只存在一个电化学反应步骤, 而非晶态/Ni3S2混晶镍硫合金活性阴极的析氢过程存在三个电化学反应步骤.     

α-Al2O3纳米粒子对Co-Ni合金异常共沉积电化学行为的影响

为了研究在电化学复合共沉积过程中,惰性纳米粒子和金属离子、电极表面的相互作用,以及由此产生的对合金电化学共沉积行为的影响.本文从两个吸附过程出发: 电解液中的金属离子和H＋在纳米粒子表面的吸附；纳米粒子迁移到阴极表面,在电极表面的吸附.采用Zeta电势和稳态极化以及电化学交流阻抗（EIS）研究了纳米Al2O3粒子和电解液中的金属离子，和电极表面的相互作用,进而分析了纳米粒子对Co2＋和Ni2＋还原沉积的影响规律.通过对阻抗数据的拟合,讨论了Al2O3纳米粒子对等效电路中各物理参数的影响.在H＋和不同金属离子在纳米粒子上发生竞争吸附的基础上,提出了纳米粒子和合金共沉积的可能反应历程.     

Ni/ZrO2复合电沉积机理的研究

研究了在Watts镀镍液中ZrO     

Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti的制备及其电催化水分解性能

以钛网为基底,采用电沉积法制备了Ni-Fe/Ti析氧电极,然后将得到的Ni-Fe/Ti电极通过固相硫化制备了Ni-Fe-S/Ti析氢电极. 分别考察了电沉积液中Ni ²⁺/Fe ³⁺离子摩尔浓度比和硫脲加入量对Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti结构和电化学性能的影响. 结果表明,随着电沉积液中Ni ²⁺含量的增加,Ni-Fe/Ti电极析氧性能先增强后减弱,Ni9Fe1/Ti电极具有最好的析氧性能;随着硫脲加入量的增加,Ni-Fe-S/Ti电极析氢性能呈现先增强后减弱的趋势,Ni9Fe1S0.25/Ti电极具有最好的析氢性能. 在50 mA·cm ^-2下,Ni9Fe1/Ti电极的析氧过电位为280 mV,Ni9Fe1S0.25/Ti电极的析氢过电位为269 mV,且均具有很好的稳定性. 将Ni9Fe1/Ti与Ni9Fe1S0.25/Ti分别作为阳极和阴极进行电催化全水分解,电流密度达到50 mA·cm ^-2所需电势仅1.69 V,表现出很好的全水解催化性能.