Ni-Co、Ni-Co-Mn電極的制備及其析氧性能研究.pdf

1、氫能是一種環(huán)保、可儲(chǔ)存、易運(yùn)輸、可再生的能源，被認(rèn)為是能源的理想載體，由于它具有如此之多的優(yōu)點(diǎn)，因此受到了各界的廣泛關(guān)注。電解水制氫是目前廣泛采用的一種較廉價(jià)的方法，現(xiàn)在也實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的生成技術(shù)。但是由于在電解過(guò)程中存在著較大的析氫、析氧過(guò)電位，使其槽壓較大，本論文采用電沉積法制備具有高催化析氧活性的電極材料，采用紫外分光光度法對(duì)鍍層的組成進(jìn)行了含量分析，采用電化學(xué)方法對(duì)合金電極的電催化析氧性能進(jìn)行研究，采用SEM、EDS、XR-D對(duì)電

2、極進(jìn)行表征。
　　以泡沫鎳為基體材料，用電化學(xué)沉積法制備了Ni-Co合金鍍層，系統(tǒng)的研究了鍍液中硫酸鈷濃度、硫酸鎳濃度，檸檬酸鈉濃度，電沉積的電流密度、電沉積溫度及時(shí)間對(duì)合金電極的影響，再經(jīng)高溫氧化得到最佳工藝配方。最佳工藝配方下鍍層中的鎳與鈷的比例為1:2.2907；SEM表明，經(jīng)過(guò)氧化之后的電極表面主要為菱型結(jié)構(gòu)；XRD衍射表明，在350℃下氧化鍍層得到的NiCo2O4最多且較均勻；阻抗譜測(cè)試表明350℃下氧化15h得到的氧化

3、物表面積最大，催化活性最高。極化曲線測(cè)試表明，最佳工藝條件下制備的電極的析氧過(guò)電位η100為126mV，比泡沫鎳降低了235mV。
　　通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)確定了電沉積制備Ni-Co-Mn合金電極的最佳工藝參數(shù)。SEM觀察表明，在最佳工藝參數(shù)下制備的Ni-Co-Mn合金電極表面分布著大量的細(xì)小顆粒，使得該電極表面粗糙度增大，有利于析氧反應(yīng)的進(jìn)行；EDS分析結(jié)果顯示合金電極的原子組成為Ni66.11Co24.81 Mn10.08

4、，采用紫外分光光度法測(cè)得最佳工藝配方組成為Ni72.83Co9.63Mn17.53。電化學(xué)極化曲線測(cè)試表明，實(shí)驗(yàn)制備的Ni-Co-Mn電極的析氧過(guò)電位η100為239mV，比泡沫鎳降低了132mV，催化活性也得到了較大的提高。
　　采用紫外分光光度法測(cè)定鍍層中各金屬的含量，以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)作為金屬離子顯色劑，Triton X-100為助溶劑，探討了pH、Triton X-100、PAN以及顯色時(shí)間對(duì)測(cè)定方