电沉积Ni-P-WC复合镀层在KOH溶液中析氢行为的研究

摘要

氢能源作为高效、洁净和理想的二次能源,已受到世界各国广泛的重视,电解水制氢是实现大规模生产氢的重要手段.在析氢反应过程中存在的析氢过电位会使电解时槽电压增大,能耗增加.为了降低电解时的能耗,必须开发出新型廉价高催化性能的析氢电极材料.Ni是一种较低析氢过电位的金属,Ni-P合金电极对析氢反应同样具有比较高的析氢催化活性,WC微粒对析氢反应也有明显的催化作用.对于向Ni-P体系中加入WC微粒而形成的Ni-P-WC复合镀层对析氢反应电催化性能的研究工作至今还未见报道.该文通过复合电沉积技术,采用正交实验法首次制备了具有最佳析氢电催化性能的Ni-P-WC复合电极,并与Ni、Ni-P、Ni-WC电极的析氢电催化性能进行了比较.实验结果表明,Ni-P-WC复合电极的析氢催化性能远远高于其他三种电极.

目录

文摘

英文文摘

第一章概论

第一节前言

第二节析氢催化电极的研究现状

1.2.1析氢催化电极的研究现状

1.2.2纯金属电极

1.2.3合金电极

1.2.4复合电极

第三节理论基础

1.3.1析氢反应机理

1.3.2析氢电极材料的催化活性

第四节本论文研究工作的目的和意义

第二章实验方法

第一节电极制备的工艺流程和实验装置

2.1.2电镀实验装置

第二节电极制备的镀液组成及工艺参数

2.2.1 Ni电极制备的镀液组成及工艺参数

2.2.2 Ni-P合金电极制备的镀液组成及工艺参数

2.2.3 Ni-WC复合电极制备的镀液组成及工艺参数

2.2.4 Ni-P-WC复合电极制备的镀液组成及工艺参数

第三节镀层的各种性能测试

2.3.1Ni-P、Ni-WC、Ni-P-WC镀层组分含量分析

2.3.2结合力试验

2.3.3镀层电化学性能测试

2.3.4表面形貌及物相结构分析

第三章结果与讨论

第一节各因素对电沉积过程的影响

3.1.1各因素对Ni-P电沉积过程的影响

3.1.2各因素对Ni-WC电沉积过程的影响

3.1.3Ni-P-WC电沉积过程的影响因素

3.2.1阴极极化曲线的测量

3.2.2交流阻抗的测量

3.2.3断电流时，电极电位衰减测量

3.2.4各类电极的电化学稳定性

第三节镀层表面形貌及物相结构分析

3.3.1镀层表面形貌分析

3.3.2 X射线衍射谱图(X-Ray Diffraction Spectra)分析

3.3.3 XPS表面分析

第四章结论

参考文献

作者攻读学位期间公开发表的学术论文

致谢