本文關(guān)鍵詞：Ni-W-Cr脈沖納米復合電極的制備及其性能研究

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【摘要】：能源和環(huán)境問題是人類社會可持續(xù)發(fā)展的最主要問題。從利用化石燃料逐步轉(zhuǎn)向利用無污染的非化石能源,是社會發(fā)展的必然趨勢。氫氣是重要的化工原料,而氫能更作為新型的綠色能源,受到了越來越多的關(guān)注。電解水得到的氫能源無污染、可再生,是實現(xiàn)工業(yè)化制備廉價氫能的重要手段。在電解水過程中,陰極析氫材料扮演著重要的角色,設(shè)計和制備新型的陰極電解制氫電極,能夠降低電解制氫的析氫過電位,降低能耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,具有很高的使用價值。因此研究析氫電極材料具有重要的意義。為獲得高催化析氫性能的電極,本文采用脈沖電沉積方法,首先制備了Ni-W合金電極,考察了電沉積方式、糖精添加劑含量,鍍液溫度、占空比、脈沖頻率、平均電流密度等工藝參數(shù)對Ni-W合金電極的影響。通過掃描電鏡觀察(SEM)和能譜分析(EDS)等,確定了糖精含量為0.2g/L、鍍液溫度為35℃、占空比為0.2、脈沖頻率為150Hz、平均電流密度為5A/dm2時,為制備Ni-W合金電極的最佳工藝參數(shù),獲得較好的Ni-W合金電極。其次,在此基礎(chǔ)上,向鍍液中分別添加不同濃度的納米Cr粉,制備Ni-W-Cr脈沖納米復合電極。并對其表面形貌、析氫性能、硬度及耐蝕性能等進行了研究。結(jié)果表明,利用SEM觀察,發(fā)現(xiàn)鍍液中加入不同納米Cr粉含量,改變了電極的表面形貌;電化學陰極極化曲線測量說明,納米Cr粉的加入,影響了電極原子間的協(xié)同效應(yīng),使電極的析氫過電位正移;確定鍍液中納米Cr粉含量為90g/L時,制備的脈沖納米復合電極的析氫過電位為-1.254V,相對于最佳的Ni-W合金仍提高了48mV;進一步通過X射線衍射(XRD)圖分析表明,Ni-W合金電極和Ni-W-Cr脈沖納米復合電極中存在不同的鍍層結(jié)構(gòu),Cr粉的加入明顯降低鍍層的晶粒尺寸,晶界增多,晶格缺陷增加,提高了界面反應(yīng)活化中心,從而降低析氫過電位,增強鍍層的析氫性能。硬度測試表明Ni-W合金的硬度與鍍層的表面結(jié)構(gòu)有關(guān),Ni-W-Cr脈沖納米復合電極的硬度隨電極中Cr含量的增加而增大。一種析氫電極想得到實際應(yīng)用,只有高的催化活性是不夠的,還必須具有足夠的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上對Ni-W-Cr脈沖納米復合電極的耐蝕性進行初步研究,通過tafel陽極曲線測試和腐蝕形貌分析表明,鍍液中Cr粉含量為90g/L時得到的電極具有較好的耐蝕性。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O646.5;TQ116.21

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1 陳麗鳳;Ni-W-Cr脈沖納米復合電極的制備及其性能研究[D];沈陽工業(yè)大學;2016年

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本文編號：1261257