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Ni-Ru-Ir氧化物阴极涂层的析氢活性

电化学 2010年第2期16卷 202-205页

作者：付银辉黎学明李武林张君重庆大学化学化工学院重庆400030

应用热分解氧化法制备Ni-Ru-Ir氧化物活性阴极.循环伏安、Tafel曲线及计时电流测试表明,在90℃、30%(bymass)的NaOH溶液中,电流密度0.3A·cm-2条件下,Ru∶Ir质量比为1∶1的Ni-Ru-Ir氧化物电极的析氢过电位比Ni电极低300mV;表面粗糙度是N... 详细信息

应用热分解氧化法制备Ni-Ru-Ir氧化物活性阴极.循环伏安、Tafel曲线及计时电流测试表明,在90℃、30%(bymass)的NaOH溶液中,电流密度0.3A·cm-2条件下,Ru∶Ir质量比为1∶1的Ni-Ru-Ir氧化物电极的析氢过电位比Ni电极低300mV;表面粗糙度是Ni网电极的32倍;交换电流密度是Ni网电极的4倍;其析氢性能显然远优于Ni网电极,有望应用于氯碱工业以期降低能耗.

关键词：氯碱工业热分解氧化法能耗析氢活性

退火温度对PtCu双金属催化剂结构及析氢活性的影响

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热加工工艺 2013年第8期42卷 167-170页

作者：莘明哲杨滨黄能昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

通过离子束溅射辅助沉积技术(IBSAD)制备了掺杂Cu元素的Pt基催化膜电极,并对电极进行了退火处理。利用EDS及XRD检测了电极的成分及结构,通过循环伏安法测试电极的析氢活性。结果表明:掺杂Cu的膜电极中形成了PtCu合金固溶体,且参与合金... 详细信息

通过离子束溅射辅助沉积技术(IBSAD)制备了掺杂Cu元素的Pt基催化膜电极,并对电极进行了退火处理。利用EDS及XRD检测了电极的成分及结构,通过循环伏安法测试电极的析氢活性。结果表明:掺杂Cu的膜电极中形成了PtCu合金固溶体,且参与合金化的程度随退火温度而变化,显示退火温度是影响PtCu金属合金化的关键因素;经400℃退火的试样电极的交换电流密度较原样提升约11.6%,析氢峰电位降低,说明金属Cu参与到Pt基催化剂的合金化过程能有效提高催化性能。

关键词：离子束溅射 PtCu合金催化电极退火处理析氢活性

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离子束修饰对电极表面结构和析氢活性的影响

催化学报 1998年第5期19卷 459-462页

作者：黄桂芳靳九成李国希吴翠兰王梅丰史维东宫泽祥石环英湖南大学材料测试中心湖南大学化学化工学院大连理工大学长沙铁道学院

采用离子束对工业纯钛电极进行表面改性，用电化学方法研究了改性电极在Ｈ２ＳＯ４溶液（０５ｍｏｌ／Ｌ）中的析氢活性，用表面能谱分析了电极表面的组分和结构．结果表明：通过离子束修饰在电极表面引入微量的活性元素即可明显改善... 详细信息

采用离子束对工业纯钛电极进行表面改性，用电化学方法研究了改性电极在Ｈ２ＳＯ４溶液（０５ｍｏｌ／Ｌ）中的析氢活性，用表面能谱分析了电极表面的组分和结构．结果表明：通过离子束修饰在电极表面引入微量的活性元素即可明显改善工业纯钛电极的析氢催化活性；离子束修饰改变了电极表面的组分和相结构，从而达到改性的目的．

关键词：离子束修饰析氢活性钛电极电催化表面结构

单层TiO2纳米材料析氢活性调控的第一性原理研究

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单层TiO2纳米材料析氢活性调控的第一性原理研究

作者：原健天津大学

学位级别：硕士

随着化石能源过度消耗而导致环境污染问题的日益严峻,人们对清洁可再生能源的需求日益迫切。近年来,氢能被广泛视为无污染以及来源丰富的新型可再生能源之一。同时,光催化水分解技术被认为是当前最清洁和最理想的制氢策略。作为潜在的... 详细信息

随着化石能源过度消耗而导致环境污染问题的日益严峻,人们对清洁可再生能源的需求日益迫切。近年来,氢能被广泛视为无污染以及来源丰富的新型可再生能源之一。同时,光催化水分解技术被认为是当前最清洁和最理想的制氢策略。作为潜在的催化剂材料,单层TiO纳米片因具有独特的物理和化学性质而在光催化水分解领域受到广泛研究。本论文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了过渡金属掺杂和结构应变对单层TiO纳米材料的析氢活性的调控行为,并系统地探究了调控单层TiO纳米材料光催化水分解析氢活性的内在机理及其电子结构起源。本论文的研究结果主要包括以下三个方面的内容:(1)在过渡金属元素面内掺杂的单层TiO纳米片中,Cr掺杂导致纳米片的氢吸附自由能(ΔG)数值最接近0 e V。这表明该掺杂体系是一个高效的光催化水分解析氢反应催化剂。掺杂单层TiO纳米片表面吸附位的O-2p能带中心能级位置与体系的氢吸附能力线性相关,可预测体系的析氢活性。此外,结构双轴应变可以使V掺杂单层TiO纳米片的O-2p能带中心能级上升,从而降低了它的氢吸附自由能。在施加7%的拉伸应变时,体系的ΔG更加接近于0 e V。(2)在氧化物中掺杂过渡金属元素通常会导致本征氧空位的出现。基于相关实验报道,本文计算了含有氧空位的过渡金属元素掺杂单层TiO纳米片体系析氢活性的变化趋势。当H原子占据氧空位并吸附在暴露的金属原子上时,Fe掺杂体系拥有最优的氢吸附自由能(ΔG=-0.12 e V)。对于掺杂体系,其氢吸附自由能的变化趋势可以由吸附位过渡金属原子的d带中心理论进行解释。同时,结构双轴应变的引入可以进一步调节了体系的析氢活性。并且,d带中心理论仍然适用于描述结构应变体系中氢吸附自由能的变化。(3)对于过渡金属元素边缘掺杂的单层TiO纳米带,其中Cr掺杂能够激活单层TiO纳米带边缘的表面和内部O原子的析氢活性,使得该体系成为高效的析氢反应催化剂。当H原子的吸附于TiO纳米带边缘的内部O原子时,O-2p能带中心能级位置可以准确地预测边缘掺杂单层TiO纳米带氢吸附自由能的变化。此外,在结构压缩应变的作用下,纳米带结构发生了严重的畸变,导致原有的能带中心理论不再适用。本文修正了上述应变体系氢吸附自由能的描述,并与形变结构的能带中心能级计算相结合,正确解释了出现上述情况的微观机理。

关键词：单层TiO2纳米材料过渡金属元素掺杂结构应变第一性原理计算析氢活性能带中心能级

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石墨烯材料电催化析氢活性高

化学推进剂与高分子材料 2018年第2期16卷 92-92页

作者：张正斌

中国科学技术大学陈乾旺教授课题组近日以贵金属铱掺杂的金属有机框架材料作为前驱体，一步煅烧制备了氮掺杂的类石墨烯层包裹铱钴合金核壳结构材料，在酸性电解质析氢反应中表现出高活性和高稳定性。该工作为今后寻找更为廉价、高效的... 详细信息

中国科学技术大学陈乾旺教授课题组近日以贵金属铱掺杂的金属有机框架材料作为前驱体，一步煅烧制备了氮掺杂的类石墨烯层包裹铱钴合金核壳结构材料，在酸性电解质析氢反应中表现出高活性和高稳定性。该工作为今后寻找更为廉价、高效的电催化析氢催化剂提供了新思路。

关键词：框架材料类石墨析氢活性电催化中国科学技术大学金属有机结构材料一步煅烧

泡沫基材-Ni-石墨烯复合镀层制备及电催化析氢性能研究

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表面技术 2024年第2期53卷 221-229页

作者：秦海森刘丽张凤孙大明彭云成都工业学院电子工程学院成都611700 西南石油大学新能源与材料学院成都610500

目的采用电沉积技术在泡沫基材上沉积制备Ni-石墨烯复合镀层,期望借助泡沫基材的三维多孔结构和石墨烯的超高比表面积来改变复合材料的表面状态,进而获得高镀层的电催化析氢性能。方法采用电沉积技术将石墨烯作为第二相粒子沉积,制备... 详细信息

目的采用电沉积技术在泡沫基材上沉积制备Ni-石墨烯复合镀层,期望借助泡沫基材的三维多孔结构和石墨烯的超高比表面积来改变复合材料的表面状态,进而获得高镀层的电催化析氢性能。方法采用电沉积技术将石墨烯作为第二相粒子沉积,制备了泡沫基材-Ni-石墨烯复合电极,通过SEM和EDS研究了其微观形貌及成分,并利用电化学工作站完成了镀层电极的极化曲线、交流阻抗和电解水稳定性测试,使用控制变量法探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对镀层电催化析氢活性的影响。结果 SEM和EDS表征发现,镀层表面形貌受镀液中石墨烯浓度影响较大,石墨烯作为第二相嵌入镀层后,明显改变了复合镀层的表面形貌,其存在形态为颗粒状,在150 mg·L^(–1)时颗粒堆积最多。进一步利用电化学分析技术探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对电极电催化析氢性能的影响,发现在一定范围内,不同厚度镀层的电催化析氢活性基本相同;石墨烯质量浓度为150mg·L^(–1)时制得的电极的电催化析氢性能最优,析氢过电位为211.2m V(***),且电解水稳定性良好;泡沫基材镀层的电催化析氢活性明显优于平板基材镀层。结论石墨烯的引入和泡沫基材三维多孔结构均增大了复合镀层的比表面积,是电极表现良好的电催化析氢活性的关键。

关键词：电沉积石墨烯泡沫基材 Ni基复合镀层析氢活性

脉冲镀Ni-Mo-Co合金镀层及其析氢性能

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东北大学学报（自然科学版） 2016年第6期37卷 815-819页

作者：孔亚鹏陈建设刘奎仁韩庆东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室辽宁沈阳110819

采用脉冲电镀法制备了Ni-Mo-Co合金镀层,考察了电镀条件对Ni-Mo-Co合金镀层的组成、表观形貌及析氢性能的影响.研究表明:随着镀液中钴盐浓度提高,镀层中的Mo含量逐渐降低,Co含量逐渐升高.钴盐质量浓度达到81 g/L时,镀层中各元素含量趋... 详细信息

采用脉冲电镀法制备了Ni-Mo-Co合金镀层,考察了电镀条件对Ni-Mo-Co合金镀层的组成、表观形貌及析氢性能的影响.研究表明:随着镀液中钴盐浓度提高,镀层中的Mo含量逐渐降低,Co含量逐渐升高.钴盐质量浓度达到81 g/L时,镀层中各元素含量趋于稳定,该条件下所得Ni-Mo-Co合金镀层均匀致密且析氢性能最佳;Mo质量分数在40%左右时,Co含量越高,镀层的非晶态程度越高,具有更好的催化活性(80℃,η200=56 m V).经长时间电解后,镀层表面结构存在由非晶态向晶态转化的趋势.

关键词：脉冲镀 Ni-Mo-Co合金析氢活性非晶态表面结构

不同搅拌方式对Ni-Fe-Co镀层组织结构和电催化析氢性能的影响

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表面技术 2018年第6期47卷 38-43页

作者：秦海森王书亮景阳钟宁渊程刘丽西南石油大学材料科学与工程学院成都610500

目的得到具有更高电催化析氢活性的Ni-Fe-Co镀层电极。方法采用不同的搅拌方式电沉积制备了Ni-Fe-Co镀层,通过SEM、EDS和XRD等分析手段研究了其微观形貌、成分及物相组成,并利用电化学测试分析技术探究了不同搅拌方式对其电催化析氢活... 详细信息

目的得到具有更高电催化析氢活性的Ni-Fe-Co镀层电极。方法采用不同的搅拌方式电沉积制备了Ni-Fe-Co镀层,通过SEM、EDS和XRD等分析手段研究了其微观形貌、成分及物相组成,并利用电化学测试分析技术探究了不同搅拌方式对其电催化析氢活性的影响。结果三种镀层电极均为简单固溶体BCC结构,其中磁力搅拌条件下制得的镀层电极的表面组织更致密均匀,具有更大的真实表面积,分别为不搅拌和超声搅拌下的6倍和2倍。在电位为-1.6 V时,磁力搅拌条件下制得的镀层电极析氢电流密度达到173m A/cm^2,明显高于另外两种镀层电极,其交流电流密度为45.9μA/cm^2,分别是不搅拌和超声搅拌条件下的2倍和3倍。结论磁力搅拌有效地增大了镀层的比表面积,进而提高了镀层的电催化析氢活性。

关键词：电沉积 Ni-Fe-Co合金搅拌方式析氢活性电化学测试

化学镀Ni-P(Pr)/Co-P复合阴极的性能研究

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华东师范大学学报（自然科学版） 2002年第1期 61-68页

作者：胡瑞英崔秀良王强陈康宁华东师范大学化学系上海200062

化学镀Ni P/Co P复合阴极具有很好的电催化性能 ,但在稳定性方面尚有欠缺 ,在内层引入稀土Pr后 ,由于稀土元素特殊的外层电子结构 ,促进了内层非晶化过程 ,提高了镀层的致密性和耐蚀性。化学镀Ni P(Pr) /Co P复合阴极 ,相对于Ni P/Co P... 详细信息

化学镀Ni P/Co P复合阴极具有很好的电催化性能 ,但在稳定性方面尚有欠缺 ,在内层引入稀土Pr后 ,由于稀土元素特殊的外层电子结构 ,促进了内层非晶化过程 ,提高了镀层的致密性和耐蚀性。化学镀Ni P(Pr) /Co P复合阴极 ,相对于Ni P/Co P复合阴极 ,长期电解的稳定电位降低了 2 0mV ,在抗反电流实验中平台电位也下降了 2 0mV左右 ,增强了电极稳定性。

关键词：化学镀 Ni-P(Pr)/Co-P复合阴极非晶态稳定性电催化性能析氢活性 Ni-P/Co-P复合阴极