非晶态Ni-Mo-Co合金电极的制备和析氢性能

非晶态Ni-Mo-Co合金电极的制备和析氢性能     

含稀土的镍基合金的析氢电催化行为

用电沉积方法制备的Ni-Ce-P和Ni-La-P合金作阴极测得析氢阴极极化曲线,结果表明,合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍,析氢电热政移＞200mV,显示出含稀土的镍基合金具有较高的析氢催化活性,根据XPS谱图讨论了析氢的电催化机制。     

W离子注入Ni-Mo合金电极的析氢性能

本文在镍基上电沉积Ni-Mo合金层,用W^+束注入,得到活性和稳定性极佳的新型析氢电极。     

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…     

Ni-P非晶态合金表面氢的吸附态

近几年,非晶态合金作为新型催化材料开始受到人们的重视。Ni-P、Ni-B、Ni-Zr、Cu-Zr等非晶态合金对CO和丁二烯加氢,显示出高的活性和选择性,对Ni-P体系非晶态合金加氢性能的研究结果表明:未经预处理的非晶态合金无明显的加氢活性,依次经过酸洗、氧化和氢气还原后,非晶态合金具有较高的加氢活性。迄今为止,对Ni-P非晶     

(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 ．     

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     

Mo对脱合金制备的Ni-Mo电极骨架结构与析氢性能的影响

采用快速凝固结合脱合金化方法制备了不同Mo含量的纳米多孔Ni-Mo合金,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和N₂吸附-脱附分析等对多孔合金的物相、形貌结构及孔径分布进行了表征,并通过线性扫描伏安、Tafel斜率、交流阻抗和循环伏安等方法测试了多孔合金电极的电催化析氢性能.结果显示,多孔合金电极材料在50 mA/cm²电流密度下析氢过电位随着Mo含量的增加先降低后升高,Ni_2.5Mo_2.5合金析氢活性最强,过电位为218 mV,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,交换电流密度为0.29 mA/cm²,经1000周循环后的极化曲线基本保持原状,50 mA/cm²电流密度下过电位增加3.67%,表现出优良的析氢稳定性.     

多孔二元过渡金属纳米片阵列电极制备及电催化析氢研究

碱性电解液中,电解水析氢的H20解离过程非常缓慢,造成析氢反应较高的过电位和Tafel效率.选择具有本征高析氢活性的合金催化剂与水解离中心-过渡金属氧化物复合,并进一步优化复合物形貌结构,被证明是解决这个科学问题的重要策略.我们报道一例新颖的二元过渡金属纳米片阵列自支撑电极(MoO3_x-MoNi4@NF),多孔MoO...     

纳米碳纤维的表面改性对水电解析氢反应催化活性的影响

主要研究纳米碳纤维(CNF)的表面改性对析氢反应(HER)催化活性的影响. 首先采用一种简单易行的超声处理方法, 以混酸(浓硫酸和浓硝酸)为溶剂对CNF进行了表面化学处理, 以在其表面引入含氧(CNF-OX)官能团, 然后将CNF-OX在氨水中超声处理, 以引入含氮(CNF-ON)官能团, 以及将CNF-OX和硼酸混合经高温热解对CNF-OX进行掺B处理(B-CNF-OX). XPS结果表明, 超声处理可以成功地在CNF表面引入含氧和含氮官能团, 硼酸高温处理可以掺入B原子. 电化学测试结果表明, 经过表面改性后的CNF的HER催化性能都要好于未处理过的CNF-UN, 其中N掺杂的CNF-ON表现出最好的HER催化活性, 且CNF-OX经掺B处理后, B-CNF-OX的性能也较CNF-OX有所增强, 即三者的催化活性大小如下: CNF-OX     

氢气在贮氢合金电极上析出反应机理的研究

贮氢合金电极上氢气的析出反应分为水分子的放电和吸附氢原子复合脱附两个步骤，即反应按Ｖｏｌｍｅｒ－Ｔａｆｅｌ机理进行，反应的超电势η可以区分为η１和η２两个组成部分，反映了Ｖｏｌｍｅｒ和Ｔａｆｅｌ反应的极化特征。析氢反应的速度由二者混合控制，在高超电势区，主要则由Ｖｏｌｍｅｒ反应所控制。     

Tracking the Electrocatalytic Activity of a Single Palladium Nanoparticle for the Hydrogen Evolution Reaction

The nanoparticle-based electrocatalysts’ performance is directly related to their working conditions. In general, a number of nanoparticles are uncontrollably fixed on a millimetre-sized electrode for electrochemical measurements. However, it is hard to reveal the maximum electrocatalytic activity owing to the aggregation and detachment of nanoparticles on the electrode surface. To solve this problem, here, we take the hydrogen evolution reaction (HER) catalyzed by palladium nanoparticles (Pd NPs) as a model system to track the electrocatalytic activity of single Pd NPs by stochastic collision electrochemistry and ensemble electrochemistry, respectively. Compared with the nanoparticle fixed working condition, Pd NPs in the nanoparticle diffused working condition results in a 2–5 orders magnitude enhancement of electrocatalytic activity for HER at various bias potential. Stochastic collision electrochemistry with high temporal resolution gives further insights into the accurate study of NPs’ electrocatalytic performance, enabling to dramatically enhance electrocatalytic efficiency.     

多壁碳纳米管修饰电极对对苯二酚的电催化作用

研究了多壁纳米碳管修饰电极的制备及其对对苯二酚的电催化作用。讨论了支持电解质种类、酸度、修饰层厚度和扫速等因素对对苯二酚伏安响应的影响 ,获得了较为优化的实验条件。在 0 .1mol/L磷酸盐 (pH 6 .0 )缓冲溶液中 ,采用示差脉冲伏安法测定对苯二酚 ,其浓度在 5 .0× 1 0 -6～ 1 .1× 1 0 -3 mol/L范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系 ,检出限达 2 .7× 1 0 -6mol/L。共存的多种金属离子、抗坏血酸及等量的苯酚、邻苯二酚等不干扰测定。该电极用于模拟废水样中对苯二酚的测定 ,结果令人满意     

Ni-Co/RuO2复合电极的制备及其电催化析氢性能

采用快速凝固结合去合金化的方法制备纳米多孔Ni-Co合金,利用RuO_2对Ni-Co合金进行表面修饰,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对多孔材料进行物相分析和形貌表征,并通过线性扫描伏安法、多电位阶跃法、交流阻抗法和恒电流电解法测试多孔电极的电催化析氢性能。结果表明,Ni-Co/RuO_2复合电极材料在50 mA·cm~(-2)电流密度下析氢过电位为180 mV,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,交换电流密度为4.42 mA·cm~(-2),经10 h恒电流电解后电位仅增加20 mV,表现出良好的析氢稳定性。     

纳米金/丝素复合膜修饰电极制备及对对苯二酚的电催化作用

将丝素还原HAuCl4制备的纳米金/丝素溶胶修饰在金电极表面制备了纳米金/丝素复合膜修饰电极,用于对苯二酚的催化氧化。实验表明,该修饰电极具有很好的电化学性能,在pH3.55磷酸盐缓冲溶液中以该修饰电极对对苯二酚进行检测,对苯二酚在4.0×10-6~1.0×10-4mol/L浓度范围内,其氧化峰电流与浓度呈良好的线性关系,其线性回归方程为i(μA)=0.2614 5.3539c,r=0.9995;检出限为2.0×10-7mol/L,灵敏度良好,用于实际样品分析,结果令人满意。     

高分散镍-硼/纳米多孔铜非晶态合金电极上葡萄糖的电催化氧化

通过酸腐蚀去合金法处理热扩散制备的铜基表面铜锌合金得到纳米多孔铜(NPC)材料. 以NPC为载体,采用超声辅助化学镀制备Ni-B/NPC合金电极. X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表明Ni-B/NPC电极呈现由高分散纳米颗粒组成的非晶态结构. 计时电流法(CA)结果表明化学镀5 min制备的Ni-B/NPC电极具有最大的电化学活性表面积(EASA). 循环伏安法(CV)结果表明,与块状镍电极相比,碱性介质中在Ni-B/NPC电极上葡萄糖起始氧化电位负移39 mV,氧化峰电流提高了18.9倍. 采用线性扫描伏安法(LSV)、CA和电化学阻抗谱(EIS)测定Ni-B/NPC电极对葡萄糖电催化氧化的电子转移系数(β)、电催化氧化反应速率常数(k)和葡萄糖的扩散系数(D)等动力学参数. 结果表明高分散Ni-B/NPC非晶态合金电极对碱性介质中葡萄糖的氧化具有较高的电催化活性和稳定性.     

水参与的电解反应体系中“电极反应式书写形式”再议

针对电解反应中关于电极反应式书写形式所引发的争议,从教科书的内容设计与编排、相关的化学术语、学生认知规律及电解反应理论等视角阐述了电解反应实质与电极反应式书写规则之间的差异是产生争议的根本原因,还讨论了如何认识和看待这种争议,以期为中学化学教学提供参考。     

外场强化电解水析氢

电解水析氢过程中的能量消耗及析氢效率有很多影响因素,其中,电荷转移电阻和催化剂表面气泡覆盖率是最为重要的两个因素。研究发现,在电解水析氢过程中利用外场进行强化,可以有效减小电荷转移电阻和催化剂表面气泡覆盖率,如温度场能为反应过程中电荷的转移注入能量,从而降低电荷转移电阻,降低过电位;而电场能直接调整催化剂电子结构或诱导电解液离子重新分布,从而促进界面电荷转移;光场则可以诱导水分子极化,增大剩余电场,同时拉伸水分子中氢键,有利于水分解产生氢气和氧气。因此,在电解池中引入温度场、磁场、超声场、电场、超重力场和光场等外场也是降低能耗、提高析氢效率的有效策略。近年来,关于外场强化电解水的研究工作虽有报道,但研究偏少且未见系统性的归纳总结。本文即综述了近年来在电解水析氢过程中利用外场强化的研究进展。介绍各种外场强化电解水析氢的基本原理,同时通过实验案例分析各外场手段的效果,并总结外场强化电解水析氢面临的挑战及发展方向。