NiCo复合电极的制备及其析氢性能研究

西南科技大学网络教育毕业设计（论文）题目：Ni-Co 复合电极的制备及其析氢性能研究年 级： 2013 春季 层次：本科 专科学生学号：137273170035 指导老师： 刘杰雨 学生姓名： 王园园 技术职称： 学生专业：应用化工技术 学习中心名称：上虞学习中心毕业设计（论文）任 务 书题目名称 Ni-Co 复合电极的制备及其析氢性能研究题目性质 真实题目 虚拟题目学生学号 137273170035 指导教师 刘杰雨学生姓名 王园园 专业名称 应用化工技术 技术职称 学生层次 高起专 学习中心名称 上虞学习中心 2015 年 3 月 15 日毕业设计（论文）内容与要求： 毕业设计领导小组负责人： （签字）年 月 日 毕业设计（论文）成绩考核表总成绩过程评分 评阅成绩 答辩成绩百分制 等级制1、指导教师评语建议成绩 指导教师签字： 年 月 日2、论文评阅教师评语建议成绩 评阅教师签字： 年 月 日3、毕业答辨专家组评语建议成绩 答辨组长签字： 年 月 日4、毕业设计领导小组推优评语组长签字： 年 月 日I摘要采用复合电沉积法制备 了 A C (活性炭) N i Co 复合 电极 。X R D 和 SE M 测试结果表明 ，AC 微粒的复合未改变 N iCo 合金电极的物相结构 ，但使镀层的表面粗糙度和真实表面积增大 。通过稳态阴极极化曲线和电化学交流阻抗 技术考察了不同电极在 1 m ol L-1N aO H 溶液 中的催化析氢性能，结果表明，镀液中 AC 含量为 3 g L-1时所制备的 A C N i -Co 复合电极较 N i 电极和 N i -C o 合金 电极具有更 高的催化析氢活性 ，电流密度为 30 m A cm-2时 ， 析氢反应极化电位分别比 N i 电极和 N i -C o 合金电极正移 230 m V 和 140 m V，表观交换电流密度分别是 N i 电 极和 N i -C o 合金电极的 42 倍和 9 倍，复合电极催化析氢性能的提高主要归因于电极真实表面积的增 大。 关键词 ： N i -C o 复合材料 电催化 析氢反应IIAbstractThe AC N i C o composite electrode was prepared by means of composite electro deposition The surfacem orphology and m icrostructu re of th e electrod ecoating were observed by X R D and S E M T he results show that the com position of AC does not change the crystal structu re of th e N i C o allo y electrod e ，b ut th e surface ro u gh ne ss and real su rface area o f the coating s inc rease Cataly ticabilities for hydrogen evolution of differen t electro des in 1mol-1 NaO H solution were evaluated on th ebasis of electroch em ical steady state po larization curves and al ternating curren t i m ped an ce sp ectru m tech no logyThe results show that the A C N i Cocomposite electrode (th eamount o f AC is 3 g L -1 in bath ) is cataly tically m ore active th an th e N i and N i C o allo y electrod eT he polarization potential for hydrog enevolution of the co m po site electro de is 230 m V lower than that of the Nielectrode and is 140 m V low er than th at of th e N i C o allo y electrod e at the curren t den sity o f 00 3 Acm . T h e ap paren t exchange currentd ensity of th e co m po site electro de is 30 tim es as m uch as tha t o f N i elec trod e ，an d 6 tim es th at o f th e N i CoalloyelectrodeThe increasing cataly ticactivity for hydrog enevolution of the A C N i C o co m po si te el ectrode i s mainly due to the increa se in the real surface area of the electrode Keywords ：N i Co compositematerials lectrocatalytic hydrog en evolution reacti onIII目录引言 .1一、实验部分 .21、 A C N i Co 复合电极材料的制备 .22、结构与形貌表征 .23、催化析氢性能测试 .2二、结果与讨论 .31、 AC 含量对复合电极析氢性能的影响 .32、电极物相结构表征 .33、电极表面形貌分析 .44、极催化析氢性能测试 .45、电化学交流阻抗测试 .6结 论 .8参考文献 ： .8致谢 .10摘要： 采用复合电沉积法制备 了 A C (活性炭) N i Co 复合 电极 1百手起驾 整理为您引言随着全球环境污染的进一步加剧 ，人类赖以生存的矿物能源石油、天然气和煤等日益减少 ，氢能作为无污染的生态清洁能源 ，受到各国科技工作者的高度关注 1。电解水制氢是实现大规模工业化生产氢气的重要手段，为降低电解能耗 ，最行之有效的办法是降低阴极的析氢超电势 ，因此开发高催化活性的新型 析氢材料具有十分重要的意义 。复合电沉积技术是 在电沉积基础上发展起来的，通过此技术可以将一种或数种不溶性固体微粒掺杂到金属材料中形成复合镀层 (如 N i PT FE 2N i R u O 23 、C o-N i -Al 2 O 3 4 、N iC o-L aN i5 和 N i PC N T s6 等 )，这 些 镀 层 中 几 种 材 料 的正 协 同 效应 7 使 其 具有很好的电催化析氢活性，为开发高催化活性的析氢材料提供 了一 种 新 的途 径 。活 性 炭(A C )是一种孔 隙发达、能通过各种炭质材料进行 炭化 、 活化 处 理而制 得 的无定 形 炭材 料 。目前已经被广泛用于分离、精制 、催化 和环保等行业 。由于其大的比表面积、微孔结 构、高的吸附能力和很高的表面活性而成为独特的多功能储氢材料 8。 摘要： 采用复合电沉积法制备 了 A C (活性炭) N i Co 复合 电极 2百手起驾 整理为您Ni-Co 复合电极的制备及其析氢性能研究王园园 应用化工技术高起专 2013 春季 137273170035本研究中 A C 微粒添加到 N i-C o 合金镀液中，采用复合电沉积方法制备了 ACN i -C o 复合电极 ，测试 这种电极材料的物相结构和表面形貌，并通过稳态阴极极化曲线和电化学交流阻抗谱研究了其在碱性介质中的电催化析氢性 能 。一、实验部分 1、 A C N i Co 复合电极材料的制备 复合电沉积在恒温水浴中进行，镀槽为 250 m L 大烧杯 ，采用磁力搅拌将活性炭微粒(平均粒径为 20 m )均匀悬浮于镀液中 。实验以紫铜片为基底 ， 工作面积为 10 m m X 20 m m ， 镀前经抛光 、除油和活化 ， 对电极为钌钛网 。镀 液组 成 为 ：N i(N H z SO 3)z H 2O 200 g L-1 ，C OS O 4 7H 2O 20 g L -1 ， H3BO 3 30 g L-1，A C 为 1 9 g L -1， 镀液温度为 60 ，电流密度 为 50 m Acm 2 ， 恒 电流电沉积 30 m in。 2、结构与形貌表征 采用 P A N A LY T IC A L 公 司生产 的 X Pert Pro 型 X 射线 粉末 衍 射仪 (X RD )测 定 电极 的 物相 结 构 ， Co 靶 K d 辐射 ，管电压 40 kV ，管电流 40 m A ，扫描范围为 20。 80。 ； 采 用 T ESCA N 公 司 生产 的 V EG A T S - 5130SB 型 扫 描