Ni-Mo復(fù)合電極的制備及其析氫性能研究.pdf

1、氫能源是理想的清潔能源,電解水制氫法是重要的制氫方法,研究開發(fā)具有高析氫催化活性的電極材料就成為該法中降低能耗的重要手段.研究表明,過渡系金屬合金能夠通過協(xié)同效應(yīng)降低金屬材料的析氫過電位,Ni-Mo合金被證明是堿性溶液中析氫性能最好的二元合金.復(fù)合電沉積是材料制備的新方法,復(fù)合鍍層在力、光、電、熱、磁等方面具有優(yōu)異性能,因而具有廣泛的發(fā)展前景.作為析氫材料,復(fù)合微粒的添加可以進(jìn)一步增大材料的比表面積,同時,復(fù)合微粒和基質(zhì)金屬的共同作用也

2、有利于提高電極的析氫催化活性.目前,針對Ni-Mo基復(fù)合電極材料的研究還很少,因此,這一系金屬合金具有較大的發(fā)展空間. 本文采用復(fù)合電沉積技術(shù)制備了Ni-Mo合金復(fù)合電極,并摸索了基質(zhì)(Ni-Mo)合金的制備工藝,通過穩(wěn)態(tài)極化曲線測試、EDTA絡(luò)合滴定法、研究了制備工藝條件(主鹽濃度、沉積電流密度、pH值、沉積溫度、沉積時間等)對鍍層組成及析氫性能的影響,采用SEM、XRD分析了鍍層的表觀形貌和鍍層結(jié)構(gòu).在此基礎(chǔ)上,以儲氫合金(

3、AB<,5>)粉末、Ni粉、CeO<,2>粉末為復(fù)合微粒制備了復(fù)合材料,同時還制備了用稀土鹽修飾的Ni.Mo(RE)電極,以相同的測試手段研究了復(fù)合顆粒種類、沉積時間對鍍層表觀形貌及鍍層結(jié)構(gòu)的影響. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:本實(shí)驗(yàn)中,沉積電流密度為100 mA/cm<'2>,pH=8～9,T=35℃條件下得到的Ni-Mo合金鍍層析氫性能最好,鍍層中Mo含量約為40﹪,在6M KOH溶液中,析氫電流密度為0.1A/cm<'2>時,其析氫電位

4、比純Ni電極的降低近500 mV.鍍層SEM結(jié)果顯示為多孔結(jié)構(gòu),XRD測試結(jié)果顯示為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),晶粒尺寸為1.3nm左右. 在此基礎(chǔ)上得到的Ni-Mo(RE)合金電極晶粒進(jìn)一步細(xì)化；Ni-Mo復(fù)合鍍層由于復(fù)合微粒的加入,表面粗糙度顯著增加,Ni-Mo(RE)合金電極和Ni-Mo復(fù)合電極都使電極的析氫過電位比Ni-Mo合金的進(jìn)一步降低,同時,較長的沉積時間,適當(dāng)?shù)膹?fù)合微粒添加量,以及適當(dāng)?shù)臄嚢鑼π纬尚阅軆?yōu)良的析氫鍍層較為有利.電極