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。     

PbO2—WC复合物阳极的研究

采用复合电沉积技术制备了ＷＣ微粒弥散于ＰｂＯ２中的ＰｂＯ２ＷＣ复合电极，研究了相结构及在Ｈ２ＳＯ４介质中阳极析氧反应的性能。结果表明，与不含ＷＣ微粒的ＰｂＯ２电极比较，ＷＣ微粒改变了ＰｂＯ２电沉积的方式，复合电极的结晶更为细小和致密，α－ＰｂＯ２的含量更高，晶体产生了择优取向，该复合电极在０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中阳极析氧的电催化活性提高近１倍，其化学稳定性和电化学稳定性良好。     

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…     

PbO_2－WC复合物阳极的研究

采用复合电沉积技术制备了ＷＣ微粒弥散于ＰｂＯ_２中的ＰｂＯ_２－ＷＣ复合电极，研究了相结构及在Ｈ_２ＳＯ_４介质中阳极析氧反应的性能。结果表明，与不含ＷＣ微粒的ＰｂＯ_２电极比较，ＷＣ微粒改变了ＰｂＯ_２电沉积的方式，复合电极的结晶更为细小和致密，α－ＰｂＯ_２的含量更高，晶体产生了择优取向。该复合电极在０．５ｍｏｌ／ＬＨ_２ＳＯ_４溶液中阳极析氧的电催化活性提高近１倍，其化学稳定性和电化学稳定性良好。     

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。     

电沉积Ni-PSZ梯度镀层过程中阴极电流效率的研究

采用动电位扫描,电化学交流阻抗及扫描电子显微镜研究电沉积Ｎｉ－ＰＳＺ梯度镀层过程中阴极电流效率的变化规律及其机理．结果表明,Ｎｉ－ＰＳＺ复合镀层对氢的析出反应具有催化作用,在镀液中加入ＰＳＺ微粒后,能增大镍还原过电位,降低氢析出过电位,从而不断降低电沉积梯度镀层过程中的阴极电流效率．在电沉积Ｎｉ的过程中,有中间吸附相Ｎｉ＋ａｄｓ生成,ＰＳＺ微粒的加入能优先催化Ｈａｄｓ,加速氢气析出     

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。     

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     

Ni—La2O3复合镀层的氧化行为及机制

通过对金属镍、镍镀层及Ｎｉ－Ｌａ２Ｏ３复合镀层于９００℃、１０００℃时的恒温氧化实验，发现Ｎｉ－Ｌａ２Ｏ３复合镀层的氧化行为明显改善。高分辨电子显微镜（ＨＲＥＭ）的观测研究表明，Ｎｉ－Ｌａ２Ｏ３复合镀层氧化时，纳米尺寸的Ｌａ２Ｏ３颗粒掺入到氧化层中，形成了ＮｉＯ－Ｌａ２Ｏ３复合氧化物层；在氧化层晶界发现了异常原子排列的新现象。由此认为，Ｎｉ－Ｌａ２Ｏ３复合镀层抗高温氧化性能的提高，主要归因于小尺寸     

Ni—Mo合金复合镀层上的析氢反应

用稳态极化曲线及交流阻抗等电化学技术研究了不同沉积条件（沉积温度、沉积时间、沉积电流、镀液组成）所得纳米晶Ｎｉ－Ｍｏ合金复合镀层上的析氢反应，并用扫描电镜及Ｘ光能谱监测了电极表面的形貌及镀层组成，实验结果表明：沉积温度３０℃、沉积７２００ｓ，较大的沉积电流及含钼镀液对析氢更为有利     

Ni/ZrO2复合电沉积机理的研究

研究了在Ｗａｔｔｓ镀镍液中ＺｒＯ２颗粒与镍复合电沉积的阴极电流密度以及颗粒在镀液中分散量对颗粒共析量的影响，探讨了复合电沉积的过程与模型。研究表明，在小的颗粒分散量下，复合电沉积为颗粒向阴极的传输所控制，导致共析量随电流密度增大而减少。在大的颗粒分散量，小电流密度时复合电沉积为颗粒的强吸附过程所控制，致使共析量随电流密度增大而增加；大电流密度时，复合电沉积为颗粒向阴极的传输所控制，造成共析量随电流     

电沉积非晶态Ni-W-B/ZrO2复合镀层及其结构与性能

在含有二氧化锆的Ni-W-B电解液中，电沉积获得Ni-W-B/ZrO2复合镀层.用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学技术较系统地研究了Ni-W-B/ZrO2复合镀层的电沉积、热处理过程，以及镀层的结构、表面形貌、显微硬度和耐腐蚀性能.结果表明, 复合镀层的质量组成为Ni 47.5％、W 40.9％、B 0.9％和ZrO2 10.7％. DSC和XRD结果清楚说明, 二氧化锆对基质Ni-W-B镀层的结构有明显影响, 使得复合镀层的非晶态结构特征更加明显 .复合镀层比Ni-W-B合金有更高的显微硬度, 呈现团粒状结构, 晶块之间不存在裂纹但晶界清晰可辨; 二氧化锆粒子分散于Ni-W-B基质镀层中. 400 ℃、1 h热处理后, Ni-W-B基质镀层中W向镀层表面偏析, 镀层呈现固溶体晶态结构特征, 表面形貌特征基本不变, 复合镀层的显微硬度进一步提高, 抗腐蚀性能增强, 但镀层表层中的二氧化锆粒子大量脱落.     

Ni／ZrO2-Al2O3制备表征及催化性能的研究

本文采用浸渍沉淀法制备了不同配比的ZrO2-Al2O3复合载体。并通过浸渍法制备Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,以苯加氢制环己烷反应为探针,考察了ZrO2与Al2O3的配比对Ni催化剂催化加氢性能的影响;采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)等技术考察复合载体对Ni催化剂的体相结构、还原性能以及表面吸附性能的影响。研究结果表明,ZrO2质量分数为20%的复合载体所负载的Ni催化剂有很好的加氢活性,优于单组分载体负载的Ni催化剂;采用浸渍沉淀法制备的ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2以非晶态形式存在,这是由于Al2O3的存在影响了ZrO2的内部结构;该载体负载的Ni催化剂较其他催化剂更容易被还原,吸附中心数量增加。     

负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体的制备和表征及其Ni/ZrO2/Al2O3催化性能的研究

以大孔Al2O3为基载体，采用沉积-沉淀法和溶胶-沉积法制备了负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体．用XRD、TEM和比表面与孔径测定等手段对载体进行了表征．结果表明，负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体具有较大的比表面积和适宜的孔径分布，纳米ZrO2在载体上呈单层均匀分布．以CH4-CO2重整制合成气为探针反应，考察了Ni/ZrO2/Al2O3催化剂的活性和选择性．     

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.     

Ultrasound technique as a tool for high-rate incorporation of Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> in NiCo layers

NiCo–Al₂O₃ composite coatings were prepared by electrodeposition in a sulfamate plating bath containing Al₂O₃ particles to be co-deposited under sonication. For reliable determination of the microstructure, detailed studies on composite cross-sections were carried out by energy-dispersive spectrometer (matrix composition, particle content) and FE-SEM/electron backscattered diffraction data (particle distribution, grain size), accompanied by XRD analyses concerning texture, lattice parameter, grain size, and residual stress. The NiCo matrix with a Co/Co + Ni ratio up to 0.4 is a face-centered cubic solid solution with <100> and <110> fiber textures. The distribution of the particles (size 250 nm) was well-dispersed and enhanced up to 15 wt.% by ultrasound application during plating. Vickers hardness increased up to 50% by dispersion hardening. First-order residual stress in the matrix increased with rising Co content, thus decreasing wear resistance and revealing the complex of composite properties with partially opposite effects.     

制备方法对负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体性能的影响

采用浸渍-沉淀法制备了负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体.采用X射线衍射、N2物理吸附、差示扫描量热(DSC)和程序升温脱附等技术考察了浸渍方式和干燥方法对复合载体的表面性能、热稳定性和晶相结构的影响.结果表明,ZrO2/Al2O3复合载体中没有生成ZrO2-Al2O3复合氧化物或固溶体,纳米ZrO2仅负载在Al2O3的表面.微波干燥法制备的ZrO2/Al2O3复合载体的比表面积(158.7 m2/g)较大,最可几孔径为19.4 nm,ZrO2的粒度为4.2 nm,晶相结构为四方相ZrO2.微波诱导作用使ZrO2/Al2O3复合载体表面产生了新的酸碱中心,微波干燥法制备的ZrO2/Al2O3复合载体具有较强的热稳定性,在873~1 073 K范围内DSC曲线没有出现吸热峰,而其它干燥方法制备的复合载体在903~1 023 K范围内出现了较明显的吸热峰,表明复合载体表面的部分四方相ZrO2转变为单斜相ZrO2(m-ZrO2).对超声波处理过的复合载体进行微波干燥能进一步提高纳米ZrO2与Al2O3之间的相互作用,纳米粒子的粒度(3.4 nm)更小,分布更均匀,但没有改变ZrO2的晶相结构.     

纳米二氧化硅对镍电沉积影响及在复合镀层中的化学键合状态

用线性扫描伏安法和电位阶跃法研究了n-SiO2/Ni复合电刷镀体系的电化学响应,探讨了纳米颗粒的影响;用X射线光电子谱研究了复合镀层中n-SiO2/Ni颗粒表面与基质金属间的相互作用．结果表明纳米颗粒使金属沉积过电位显著降低,电流效率、金属成核率及晶体生长速度增加,纳米颗粒对金属镍电结晶有明显的催化效应;n-SiO2/Ni表面氧的不饱和化学键与表面扩散过程中吸附态金属Ni原子键合形成Ni-O键,纳米颗粒与基质镍以化学键方式结合．