齐海东:电沉积制备镍基电极及其催化析氢性能论文

齐海东:电沉积制备镍基电极及其催化析氢性能论文

本文主要研究内容

作者齐海东(2019)在《电沉积制备镍基电极及其催化析氢性能》一文中研究指出:为提高Ni-Fe合金电极的析氢催化性能、改善Ni-Mo合金电极的电解稳定性,采用电沉积的方法制备Ni-Fe/TiO2复合电极、Ni-Fe多孔电极、Ni-Fe/TiO2多孔复合电极和Ni-Mo-C合金电极。采用扫描电镜、能谱仪、激光共聚焦显微镜、涂层附着力自动划痕仪对镍基电极的表面形貌、成分、表面粗糙度、镀层与基体结合力进行分析,采用阴极极化曲线、电化学阻抗谱、循环伏安、计时电流、Tafel曲线、旋转圆盘电极对镍基电极的析氢性能、电沉积及析氢机理进行研究。结果表明:Ni-Fe/TiO2复合电极、Ni-Fe多孔电极、Ni-Fe/TiO2多孔复合电极的析氢催化性能均高于Ni-Fe合金电极,析氢性能由强到弱排序为:Ni-Fe/TiO2多孔复合电极、Ni-Fe多孔电极、Ni-Fe/TiO2复合电极、Ni-Fe合金电极。Ni-Fe/TiO2复合电极具有最低的析氢过电位(337 mV),25℃、1 mol/L NaOH溶液中,Tafel斜率为140 mV·dec-1,电化学吸附步骤为析氢反应速率决定步骤,反应的交换电流密度为33 mA/cm2,表观活化能为27.43 KJ·mol-1。导致Ni-Fe/TiO2多孔复合电极析氢性能得到大幅度提升的原因是:孔状结构和复合粒子的存在使电极的比表面积得到有效增大;孔结构还具有良好的疏气性,有利于中间氢的脱吸附,为析氢反应稳定、持续地进行提供了条件;TiO2纳米微粒中的Ti元素可与H原子形成Ti-H氢键,增强合金对中间氢的吸附能力,有利于析氢反应的发生。随着镀层中TiO2微粒的增大,镀层与基体的结合力增大,划痕断口由延性断口转变为脆性断口。Ni-Mo-C合金电极表面主要由细小的晶粒团簇而成的“菜花状”大晶粒构成,电极的析氢性能不仅取决于电极中Mo元素的含量,还与电极的比表面积有关。Ni-Mo-C合金电极的电解稳定性明显优于Ni-Mo合金电极,析氢催化性能也得到提升,C元素可通过抑制Hads的吸附,增强电极对Hads的脱附能力,进而提高合金的析氢性能。随阴极电极电位升高,反应机理依次变化为:Volmer机理→Volmer-Heyrovsky机理→Volmer-Tafel机理。图60幅;表11个;参75篇。

Abstract

wei di gao Ni-Fege jin dian ji de xi qing cui hua xing neng 、gai shan Ni-Moge jin dian ji de dian jie wen ding xing ,cai yong dian chen ji de fang fa zhi bei Ni-Fe/TiO2fu ge dian ji 、Ni-Feduo kong dian ji 、Ni-Fe/TiO2duo kong fu ge dian ji he Ni-Mo-Cge jin dian ji 。cai yong sao miao dian jing 、neng pu yi 、ji guang gong ju jiao xian wei jing 、tu ceng fu zhao li zi dong hua hen yi dui nie ji dian ji de biao mian xing mao 、cheng fen 、biao mian cu cao du 、du ceng yu ji ti jie ge li jin hang fen xi ,cai yong yin ji ji hua qu xian 、dian hua xue zu kang pu 、xun huan fu an 、ji shi dian liu 、Tafelqu xian 、xuan zhuai yuan pan dian ji dui nie ji dian ji de xi qing xing neng 、dian chen ji ji xi qing ji li jin hang yan jiu 。jie guo biao ming :Ni-Fe/TiO2fu ge dian ji 、Ni-Feduo kong dian ji 、Ni-Fe/TiO2duo kong fu ge dian ji de xi qing cui hua xing neng jun gao yu Ni-Fege jin dian ji ,xi qing xing neng you jiang dao ruo pai xu wei :Ni-Fe/TiO2duo kong fu ge dian ji 、Ni-Feduo kong dian ji 、Ni-Fe/TiO2fu ge dian ji 、Ni-Fege jin dian ji 。Ni-Fe/TiO2fu ge dian ji ju you zui di de xi qing guo dian wei (337 mV),25℃、1 mol/L NaOHrong ye zhong ,Tafelxie lv wei 140 mV·dec-1,dian hua xue xi fu bu zhou wei xi qing fan ying su lv jue ding bu zhou ,fan ying de jiao huan dian liu mi du wei 33 mA/cm2,biao guan huo hua neng wei 27.43 KJ·mol-1。dao zhi Ni-Fe/TiO2duo kong fu ge dian ji xi qing xing neng de dao da fu du di sheng de yuan yin shi :kong zhuang jie gou he fu ge li zi de cun zai shi dian ji de bi biao mian ji de dao you xiao zeng da ;kong jie gou hai ju you liang hao de shu qi xing ,you li yu zhong jian qing de tuo xi fu ,wei xi qing fan ying wen ding 、chi xu de jin hang di gong le tiao jian ;TiO2na mi wei li zhong de Tiyuan su ke yu Hyuan zi xing cheng Ti-Hqing jian ,zeng jiang ge jin dui zhong jian qing de xi fu neng li ,you li yu xi qing fan ying de fa sheng 。sui zhao du ceng zhong TiO2wei li de zeng da ,du ceng yu ji ti de jie ge li zeng da ,hua hen duan kou you yan xing duan kou zhuai bian wei cui xing duan kou 。Ni-Mo-Cge jin dian ji biao mian zhu yao you xi xiao de jing li tuan cu er cheng de “cai hua zhuang ”da jing li gou cheng ,dian ji de xi qing xing neng bu jin qu jue yu dian ji zhong Moyuan su de han liang ,hai yu dian ji de bi biao mian ji you guan 。Ni-Mo-Cge jin dian ji de dian jie wen ding xing ming xian you yu Ni-Moge jin dian ji ,xi qing cui hua xing neng ye de dao di sheng ,Cyuan su ke tong guo yi zhi Hadsde xi fu ,zeng jiang dian ji dui Hadsde tuo fu neng li ,jin er di gao ge jin de xi qing xing neng 。sui yin ji dian ji dian wei sheng gao ,fan ying ji li yi ci bian hua wei :Volmerji li →Volmer-Heyrovskyji li →Volmer-Tafelji li 。tu 60fu ;biao 11ge ;can 75pian 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华北理工大学的齐海东,发表于刊物华北理工大学2019-10-21论文,是一篇关于镍基电极论文,多孔电极论文,复合电极论文,析氢性能论文,电解稳定性论文,华北理工大学2019-10-21论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华北理工大学2019-10-21论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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