鎳系合金催化乙醇陽(yáng)極氧化的研究.pdf

1、近年來(lái)，電催化氧化研究是燃料電池研究中涉及較多的課題。其中，許多電催化體系都涉及鉑等貴金屬電極。金屬鎳及其相關(guān)化合物來(lái)源廣泛，且對(duì)乙醇等醇類的電氧化具有催化活性。本文采用化學(xué)鍍的方法，制得銅基鎳系列合金電催化劑，對(duì)其組成和形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和分析，并利用電化學(xué)測(cè)試技術(shù)研究了它們?cè)趬A性介質(zhì)中對(duì)乙醇的電催化氧化性能，主要結(jié)果如下：
　　 ⑴采用化學(xué)鍍法制備了銅基鎳電極(Ni-P合金電極)。SEM和EDS圖像顯示，在銅基表面沉積了尺寸

2、均勻鎳金屬球形小顆粒，并且這些球形小顆粒相互連接過(guò)程呈鏈狀結(jié)構(gòu)，具有巨大的表面積。伏安特性研究表明，Ni-P合金電極在堿性溶液中對(duì)乙醇氧化具有一定的電催化活性。
　　 ⑵采用化學(xué)鍍法制備出銅基鎳鈷電極(Ni-Co-P合金電極)，比較了它和化學(xué)鍍法制備的Ni-Co-P合金電極和Ni-P合金電極的電催化活性。SEM和EDS圖像顯示，樣品的顆粒形貌呈塊狀球形，比表面積增大，使反應(yīng)的接觸面更多，金屬小顆?；就耆采w銅基體，顯示了更大的

3、表面積，表面結(jié)構(gòu)比較均勻，金屬顆粒大小較均勻，顆粒呈類似小圓球形狀的，緊密地附著在銅基體表面，它們相互連接構(gòu)成了多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯示巨大的電活性表面積，更有利于催化氧化作用的發(fā)生。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，Ni-Co-P合金電極對(duì)乙醇氧化表現(xiàn)出更為優(yōu)異的催化性能，相比Ni-P合金電極對(duì)乙醇氧化的起始電位提前了0.11V，氧化峰的電流增加到1.2倍。Co的加入明顯改善了電催化劑對(duì)乙醇電化學(xué)氧化性能。Co在較低電位下能夠生成大量的含氧物種，與Ni產(chǎn)

4、生協(xié)同作用，促進(jìn)了氧化反應(yīng)的發(fā)生。
　　 ⑶采用簡(jiǎn)單方便的化學(xué)鍍法制備了一種銅基雙金屬鎳錫電極(Ni-Sn-P合金)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)乙醇的電化學(xué)氧化也具有極高的電催化性能。SEM和EDS圖像顯示，銅基底表面擔(dān)載了較多的顆粒分布均勻的Ni，Sn，P粒子，顆粒大小均勻，分布較廣，相互層狀疊起連接，增大了表面積，催化活性大大提高，有利于乙醇吸附氧化。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果證明Ni-Sn-P合金電極與Ni-P合金電極相比，對(duì)乙醇具有更高的氧化反應(yīng)速率