水溶液电解新阴极材料Ni-Co-S-Mo合金的研究

多年来,人们对催化析氢阴极材料已进行了不少研究［１～１２］．其中Ｐｔ、Ｐｄ等贵金属价格昂贵,不如Ｒａｎｅｙ Ｎｉ和过渡金属容易在实际生产中应用［４～１２］．由于Ｒａｎｅｙ Ｎｉ的制备还要将合金中的Ａｌ或Ｚｎ溶出,形成多孔结构,故其机械强度较差．在过渡...     

铬酸酐电催化合成过程阳极稳定性与析气效应研究

针对铬酸酐传统生产技术存在的高污染、高消耗、工艺落后等问题,研究了以重铬酸钾为原料,电催化合成铬酸酐绿色新技术。循环伏安法研究了阳极的电催化性能,扫描电镜分析了表面形貌。结果表明,自制钌/铱/钛氧化物复合阳极在阳极电解液中具有较低的析氧过电位和稳定的高催化活性。实验测得不同反应条件下阴极析氢速率,建立了析氢速率和析氢量随阳极液重铬酸钾初始浓度、反应温度及反应时间变化的数学模型,指出阴极析氢速率可用于定量表征铬酸酐电催化反应进程,讨论了析氢速率和析氢量的影响因素。     

重铬酸钾电催化合成反应过程阳极稳定性及析气效应研究

针对重铬酸钾传统生产技术存在的高污染、高消耗等问题,研究了电催化合成重铬酸钾绿色新技术。实验研究了自制钌/铱/钛氧化物复合阳极的电催化性能,表征了电极表面形貌。结果表明,该阳极在铬酸钾溶液中具有较低的析氧电位和稳定的高催化活性。实验测得不同反应条件下的阴极析氢速率,建立了析氢速率和析氢量随阳极液铬酸钾初始浓度、反应温度及反应时间变化的数学模型,指出可用宏观测得的阴极析氢量定量表征重铬酸钾电催化反应进程,并讨论了析氢速率和析氢量的影响因素。     

非晶态Ni基合金电极电子结构的XPS研究

用XPS测定了含P、Ce、La的Ni基合金的费米能级及各元素的芯级电子结合能,讨论了合金的电子结构以及它与析氢反应的电催化活性即析氢超电势之间的联系。结果表明：合金中各元素的原子间存在着电荷传输,它对析氢反应活性起重要作用。     

反应堆冷却水中微量氢的顶空气相色谱测定

本文建立了用顶空气相色谱法测定反应堆冷却水中微量氢的方法，在气液体积比为１：２，平衡温度为６０℃，平衡时间为４０ｍｉｎ的气液相平衡条件下Ｈ２的检测下限为０．０２ｍＬ／ＬＨ２Ｏ２。对于Ｈ２浓度高于０．１ｍＬ／ＬＨ２Ｏ的冷却水水样，相对标准偏差小于５．０％，适用于反应堆水样的分析。     

NiFe水滑石纳米片阵列负载Ru用于提升碱性电催化析氢和析氧性能

通过离子交换的方式将Ru负载到NiFe水滑石(LDH)纳米阵列表面得到(Ru/NiFe LDH),Ru的引入显著提升了NiFe LDH的活性比表面积,暴露了更多的活性位点,同时调控了其电子结构,大大提升了其本征催化活性。在碱性条件下,催化析氢反应时仅需50 mV的过电位即可达到10 mA·cm^-2的电流密度,Tafel斜率为52.3 mV·dec^-1。而相同条件下原始NiFe LDH达到10mA·cm^-2的电流密度则需要226 mV的过电位,Tafel斜率为157.5 mV·dec^-1。同时制备的Ru/NiFe LDH也展现出了良好的析氧催化活性,在50 mA·cm^-2的电流密度下,过电位仅为231 mV,而NiFe LDH则需237 mV。Ru/NiFe LDH在长时间的电催化条件下依然能保持良好的工作稳定性。     

磷掺杂镍基硫化物超薄纳米片构筑多级微孔双功能催化剂促进高效水电解产氢

利用一步水热合成法在三维多孔泡沫镍(nickel foam, 简称 NF)表面构筑了由超薄纳米片交织互联形成的多级微孔结构复合材料。当初始混合料液中硫、磷物质的量之比为 1:1时, 在 120℃下水热反应 24 h获得了以 Ni₃S₂为主晶相、少量 NiPS₃为次晶相的镍基复合电催化剂(NiSP/NF)。得益于其超薄纳米片交织形成的独特二级微孔结构, 其电化学活性面积较空白 NF增加了近 14倍, 也为其在水电解析氢反应中的应用提供了充足的活性位点和界面通道。同时, 受益于晶态 Ni₃S₂和 NiPS₃所造成的晶格缺陷和强电子作用, 材料的本征催化活性也得以显著提升。多方协同作用使得 NiSP/NF在全水分解中均表现出优异的催化性能, 其在 1 mol·L^-1 KOH溶液中获得 10 mA·cm^-2的电流密度需要的析氢和析氧过电位仅为-67和 212 mV。在全水分解电解槽中, 其获得 100 mA·cm^-2的电流密度仅需 1.878 V的槽电压, 甚至在 500 mA·cm^-2的高电流密度下需要的分解槽压也仅为 2.558 V, 优于商业贵金属催化剂, 电解水产氢效率显著提高。NiSP/NF在全水分解中还呈现了极优异的长效稳定性及耐用性, 在电流密度为 500 mA·cm^-2时经过 120 h的恒电流催化后, 其增加的分解槽压不足 0.03 V。     

磷掺杂镍基硫化物超薄纳米片构筑多级微孔双功能催化剂促进高效水电解产氢

利用一步水热合成法在三维多孔泡沫镍(nickel foam,简称NF)表面构筑了由超薄纳米片交织互联形成的多级微孔结构复合材料。当初始混合料液中硫、磷物质的量之比为1∶1时,在120 ℃下水热反应24 h获得了以Ni₃S₂为主晶相、少量NiPS₃为次晶相的镍基复合电催化剂(NiSP/NF)。得益于其超薄纳米片交织形成的独特二级微孔结构,其电化学活性面积较空白NF增加了近14倍,也为其在水电解析氢反应中的应用提供了充足的活性位点和界面通道。同时,受益于晶态Ni₃S₂和NiPS₃所造成的晶格缺陷和强电子作用,材料的本征催化活性也得以显著提升。多方协同作用使得NiSP/NF在全水分解中均表现出优异的催化性能,在1 mol·L^-1 KOH溶液中获得10 mA·cm^-2的电流密度,需要的析氢和析氧过电位仅为67和212 mV。在全水分解电解槽中,其获得100 mA·cm^-2的电流密度所需的槽电压仅为1.878 V,甚至在500 mA·cm^-2的高电流密度下需要的分解槽压也仅为2.558 V,优于商业贵金属催化剂,电解水产氢效率显著提高。NiSP/NF在全水分解中还呈现了极优异的长效稳定性及耐用性,在电流密度为500 mA·cm^-2时经过120 h的恒电流催化后,其增加的分解槽压不足0.03 V。     

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…     

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     

熔融碳酸盐燃料电池ZnO/NiO阴极稳定性及电化学性能研究

以ZnO作添加物,采用流延成型法制备了ZnO/Ni复合阴极,研究其微观形貌和相组成,并应用交流阻抗谱研究了ZnO/NiO复合阴极在(Li0.62K0.38)2CO3低共熔盐中的稳定性和电化学性能.结果表明,ZnO/Ni复合阴极和Ni阴极具有基本相近的表面形貌、空隙率和孔径尺寸.ZnO的添加能显著降低NiO在熔盐中的溶解度,其中,2mol%ZnO/NiO复合阴极的NiO溶解度比纯NiO阴极的约低1个数量级,并具有较低的电荷传递电阻(接近于纯NiO值),可望成为MCFC一种很有前景的阴极材料.     

Ni/Ag2O/RuO2-Pt阴极制备与析氢性能

以三氯化钌和氯铂酸为源物质,用溶胶凝胶法制备Ni/Ag2O/RuO2-Pt复合阴极,研究了不同涂覆液AgNO3浓度和热处理温度对该阴极析氢性能的影响.采用SEM-EDS、XRD和XPS观察阴极的表面形貌、表征其组分,结果表明,Ni/Ag2O/RuO2-Pt复合阴极表面致密,粗糙度大且裂纹少.电化学测量表明,在11 mol.L-1NaOH(90℃)溶液、0.3 A.cm-2电流密度下,Ni/Ag2O/RuO2-Pt复合阴极的析氢电位比纯Ni电极正移484 mV;交换电流密度是纯Ni电极的10倍.该阴极制备工艺简单,析氢活性高,有望降低氯碱工业的能耗.     

电沉积镍钨注钼电极的析氢反应

在所有电极过程中研究最多的是析氢反应,其重要性一直为化学界所关注。提高电极活性的各种方法中,普遍采用电沉积法,它价廉简便、效果明显。但涂层不够牢固,在使用过程中易脱落,使用寿命短。为了克服上述缺点,作者将电沉积和离子注入技术联合使用,即在Ni、W镀层上注入Mo离子,利用Mo离子的能量将Ni、W打入表面内层,进行离子束混合。这既     

Ni-Mo合金电沉积层织构及形成机理

在组成为：０．２２ｍｏｌ／Ｌ硫酸镍、０．０６ｍｏｌ／Ｌ钼酸钠和０．３ｍｏｌ／Ｌ柠檬酸钠的溶液,于纯铜片上采用恒电流沉积,所得Ｎｉ－Ｍｏ合金沉积层经Ｘ射线衍射测定,结果表明在温度为２５℃～５０℃,电流密度为１０ｍＡ·ｃｍ－２～３０ｍＡ·ｃｍ－２范围,Ｎｉ－Ｍｏ合金沉积层表现为（１１１）择优取向．循环伏安和电位阶跃实验表明镍钼合金电结晶过程按照连续成核和三维生长方式进行．Ｎｉ－Ｍｏ合金电沉积过程的电化学交流阻抗谱表明Ｎｉ－Ｍｏ共沉积过程经历了吸附中间产物步骤,由于吸附态物种氢氧化镍和钼的氧化物将阻化晶粒（１１１）晶面的生长,从而使镍钼沉积层表现为（１１１）择优取向．     

碱性条件下Pt-M(Ni,Fe,Mo)/C电催化氧化甲醇的性能对比研究

采用溶胶法制备了碳载Pt-M(M为Ni, Fe, Mo)电催化剂, 并用TEM和XRD技术表征活性物微观结构, 实验结果表明, Pt基合金微粒在碳黑表面分布均匀, 粒径约为2~4 nm. 用循环伏安法测定催化剂在不同碱性条件下的活性, 研究结果表明, 不同掺杂元素催化剂的活性大小顺序为Pt75Ni25/C>Pt75Fe25/C>Pt50Mo50/C, 掺杂Ni可明显地促进纳米Pt的催化活性, Pt75Ni25/C在1.0 mol/L NaOH+1.0 mol/L CH3OH溶液中的峰电流密度可以达到726.9 mA/mg.     

直接电位法测定工业废水中的硫氰酸根离子

用直接电位法测定了统扑净生产废水和印染厂排放废水中硫氰酸根的浓度。在温度为 1 6℃ ,浓度为 0 .0 2 mol/L HCl的体系中 ,以功能高分子 PVC-双硫腙 -铜 ( I)载体的 SCN-离子电极在 SCN-离子浓度为 1 .0× 1 0 -2 ～ 5× 1 0 -6mol/L时呈能斯特响应 ,斜率为 58± 2 m V/dec,检出限为 2 .0× 1 0 -6mol/L。电极的选择性次序为 :SCN->>Cl O4 -～Sal->>Cl->NO3 ->HPO4 2 ->SO4 2     

Oxygen reduction reaction on carbon supported Palladium–Nickel alloys in alkaline media

Carbon supported Palladium–Nickel alloys with various compositions (Pd–Ni/C) were synthesized by chemical reduction of the co-precipitated Pd and Ni hydroxides on carbon. The structure of these alloys was characterized using X-ray diffraction (XRD) analysis. The catalytic activity of Pd–Ni/C for oxygen reduction reaction (ORR) in alkaline media was studied using a glassy carbon rotating disk electrode (RDE). Pd/C showed ORR activity close to that of Pt/C. The activities of Pd–Ni (3:1)/C and Pd–Ni (1:1)/C were found unchanged compared with that of Pd/C. Ni/C showed about 175 mV lower onset potential than Pt/C, and the activity of Pd–Ni (1:3)/C was observed to be between that of Pd/C and Ni/C.     

Electrochemical behaviour of the LiF-(CaF2)-La2O3 system

The electrochemical behaviour of the LiF-La₂O₃ and LiF-CaF₂-La₂O₃ systems was investigated by means of cyclic voltammetry. Several types of working electrodes (spectrographic pure graphite, W, Mo, Ni, Cu) were used. It was found that chemical reactions take place in the system during the dissolution of lanthanum oxide. The reduction of lithium cations occurred at the most positive potential from the species formed in the melt on ‘inert’ cathodes (W, Mo). The reactive cathodes (Cu, Ni) allowed the lanthanum deposition with depolarisation.     

化学镀镍-高磷合金晶化行为的现场XRD研究

从柠檬酸-酒石酸-乳酸-EDTA混合体系中得到含P 12％(质量比)的化学镀高磷Ni-P合金，其差热曲线显示，在350和420 ℃出现两个放热过程.现场XRD分析结果显示，镀层在300 ℃以下保持非晶态结构，在320 ℃之后开始晶化，首先析出介稳的Ni5P2和Ni12P5相，在360 ℃后开始有稳定的Ni3P和Ni相的衍射峰出现， 400 ℃以上只有Ni3P和Ni相. 325 ℃恒温时，镀层在4 min内保持非晶态的衍射特征，随即析出Ni5P2和Ni12P5相, 并在2 h内基本保持不变. 350 ℃恒温时，析出的Ni5P2和Ni12P5介稳相只存在40 min.实验结果表明, DTA曲线上350 ℃的放热峰不仅有非晶相转变为介稳相的过程，也包含部分介稳相转化为稳定相的过程.