Ni-Co-Sn和Ni-Fe-Sn合金电极的制备及其析氢性能研究

发布时间：2017-03-27 01:03

  本文关键词：Ni-Co-Sn和Ni-Fe-Sn合金电极的制备及其析氢性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,人们已经发现并利用的能源主要有煤、石油、天然气等,这些能源都属化石燃料的范畴。这些年随着化石能源的消耗以及它们在使用过程中带来的环境污染问题,迫使人们着手研究开发新的、可代替化石燃料的可再生能源。氢气由于其制备原材料廉价、燃烧后对环境无污染等优点,被当做目前最理想的新能源而广泛研究。电解水制氢是工业中制备氢气最广泛采用的方法之一。但是电解水制氢在制备过程中存在析氢过电位,需要提供大量的能量。为降低能耗,提高经济效益,顺应国家“节能减排”的政策,研究制备出具有高催化活性的析氢电极具有极为重要的现实意义。镍基合金是一类具有优异电化学性能的电催化析氢材料。近年来,人们从能量因素和几何因素两方面考虑,积极研发具有高析氢活性的镍基电极,使得镍基合金得到了极大地发展。本文选用工艺简单、成本低、环保无污染的电沉积法制备Ni-Co-Sn和Ni-Fe-Sn合金电极,采用XRD、EDS等方法对样品的结构和成分进行了表征,并对合金电极在碱性溶液中的析氢性能进行了研究。探讨了镀液中金属离子浓度、电流密度、镀液pH值、沉积时间以及沉积温度对合金电极的微结构和析氢性能的影响。结果发现:对于在不同工艺条件制成的Ni-Co-Sn合金电极,当镀液成分为NiSO4·6H2O(0.075 M),CoSO4·7H2O(0.02M),SnSO4(0.0083M),沉积时间t=5 min,电流密度为0.02 mA/cm2,温度T=60℃,镀液的pH值为6.5时得到的合金电极的析氢性能最好。对于在不同工艺条件制成的Ni-Fe-Sn合金电极,当镀液成分为NiSO4·6H2O(0.075 M),FeSO4·7H2O(0.05M),SnSO4(0.0083 M),沉积时间t=5 min,电流密度为0.2 mA/cm2,温度T=60℃,pH值为8.0时得到的电极的析氢性能最好。
【关键词】：电解水 析氢催化活性 镍基合金 Ni-Co-Sn Ni-Fe-Sn
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ116.2;TG146.15
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 析氢材料研究的背景与意义8-9
• 1.2 析氢材料的研究现状9-14
• 1.2.1 现有的高析氢催化活性电极材料9-13
• 1.2.2 高活性析氢电极材料的制备方法13-14
• 1.3 本课题的研究目的和内容14-16
• 第二章 样品的制备与表征16-22
• 2.1 实验仪器及药品16-17
• 2.1.1 实验中所用到的主要仪器16
• 2.1.2 实验中所需药品试剂16-17
• 2.2 实验装置17-18
• 2.3 合金电极的制备18
• 2.3.1 电极的前期处理18
• 2.3.2 合金电极的制备18
• 2.4 合金电极的微结构及电化学特性表征18-22
• 2.4.1 X射线衍射(XRD)19
• 2.4.2 能谱分析仪(EDS)19-20
• 2.4.3 电化学性能研究20-22
• 第三章 Ni-Co-Sn合金电极的制备和析氢性能研究22-35
• 3.1 金属离子浓度对Ni-Co-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响22-25
• 3.2 电流密度对Ni-Co-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响25-27
• 3.3 镀液的酸碱度对Ni-Co-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响27-29
• 3.4 沉积时间对Ni-Co-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响29-31
• 3.5 沉积温度对Ni-Co-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响31-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第四章 Ni-Fe-Sn合金电极的制备和析氢性能研究35-49
• 4.1 金属离子浓度对Ni-Fe-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响35-38
• 4.2 电流密度对Ni-Fe-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响38-41
• 4.3 镀液的酸碱度对Ni-Fe-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响41-43
• 4.4 沉积时间对Ni-Fe-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响43-45
• 4.5 沉积温度对Ni-Fe-Sn合金电极微结构及析氢性能的影响45-47
• 4.6 本章小结47-49
• 第五章 总结与展望49-52
• 5.1 总结49-51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-55
• 致谢55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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3 马强;张跃兴;隋然;魏海兴;;多孔基Ni-Sn合金析氢阴极的研究[J];舰船防化;2010年05期

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本文编号：269613