电沉积工艺参数对镍-钼-锌三元合金电极析氢催化性能的影响

发布时间：2024-12-17 22:01

　　 目的采用直流电沉积法在铜基底上制备镍-钼-锌三元合金电极,提高电解水析氢过程中阴极电极的效率。方法使用电化学工作站研究不同电沉积工艺参数对镍-钼-锌三元合金镀层析氢性能的影响,使用扫描电镜（SEM）、X射线衍射分析仪（XRD）、能谱仪（EDS）对合金镀层表面形貌、相结构及元素含量进行表征。通过线性扫描伏安法（LSV）对析氢过电位进行测量,采用塔菲尔极化获得塔菲尔斜率,采用电化学阻抗法（EIS）表征合金镀层的析氢催化性能。结果最佳工艺参数为:温度45℃,p H=10.5,电流密度100 mA/cm²。该合金在10 mA/cm²下相对氢标电位仅为139 mV,塔菲尔斜率为103 mV/dec,活化电极电阻（Rct）随着电压的升高而降低。合金中Ni、Mo和Zn的原子比分别为68.23%、10.09%和21.68%。合金镀层为非晶结构,表面是纳米级颗粒堆叠而成的粗糙形貌。结论不同的工艺参数对Ni-Mo-Zn电极析氢性能有着重大影响,其析氢性能随着p H值的升高而上升,随着电流密度的升高而先增后减,随着电沉积温度的升高而上升。Ni-Mo-Zn高的析氢性...

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【部分图文】：

图1 电沉积温度对Ni-Mo-Zn合金镀层析氢性能的影响

图1所示为不同电沉积温度下制备的Ni-Mo-Zn合金电极的LSV曲线。结果表明，随着电沉积温度的升高，所获得的Ni-Mo-Zn合金电极析氢性能提高。随着温度的升高，扩散层离子浓度和电流效率均提高，易于形成晶粒更加细小的电沉积层，有利于合金电极析氢性能的提高。图2为不同电沉积温度下....

图2 不同电沉积温度下合金电极的XRD图

图1电沉积温度对Ni-Mo-Zn合金镀层析氢性能的影响图3为不同电沉积温度下制备的合金电极的扫描电镜图。图3a所示镀层由球型颗粒堆垛而成，晶粒大小均匀，表面有较大的缝隙，并未将整个表面完全覆盖。图3b中，合金表面晶粒由球型颗粒向不规则多边形颗粒转变，裂缝消失，晶粒间晶界明显，完....

图3 不同电沉积温度下合金镀层的扫描电镜图

图3为不同电沉积温度下制备的合金电极的扫描电镜图。图3a所示镀层由球型颗粒堆垛而成，晶粒大小均匀，表面有较大的缝隙，并未将整个表面完全覆盖。图3b中，合金表面晶粒由球型颗粒向不规则多边形颗粒转变，裂缝消失，晶粒间晶界明显，完全覆盖基体表面。而图3c中晶粒更加细小，由多边形向小角度....

图4 电沉积pH对Ni-Mo-Zn合金镀层析氢性能的影响

图4为不同pH值下制备的合金镀层的LSV曲线，结果表明，pH值为10.5时，合金镀层的析氢性能最好。图5为不同pH下的Ni-Mo-Zn合金镀层的XRD图谱。三条曲线基本形状一致，说明合金镀层物相结构基本一致，在2θ≈25°～35°有一明显的“馒头”峰，且在此峰中间包含了MoO3晶....

本文编号：4016593