氢气泡模板法制备多孔镍用于电催化氧化乙醇

多孔镍通过同时在水溶液中析出氢气及还原镍离子电沉积生成,其在强碱溶液中对乙醇表现出良好的电催化氧化效果。在1 mol/L KOH溶液中,多孔镍的电极反应为准可逆的β-氢氧化镍与β-羟基氧化镍之间质子耦合电子转移。循环伏安图显示峰值电流密度与电势扫描速度平方根成线性关系,据此计算可得多孔镍的质子扩散系数值为2.92×10-8cm2/s,其高于块状镍体系的质子扩散系数值约4个数量级,这可能由真实表面积增大导致。循环伏安法和计时电流法用来表征多孔镍对乙醇的电催化氧化能力,相对于(220)镍电极,多孔镍表现出更高的催化效率,计时电流法测量的催化反应速率常数为7.17×103cm3/(mol·s)。

氢气泡模板法电沉积制备三维多孔铜的工艺参数研究

采用硫酸铜电解液,在高度阴极极化条件下,利用阴极析出的氢气泡“模板”电解沉积制备三维多孔铜。研究了电流密度、电沉积时间以及添加剂(Cl^-、PEG)对多孔铜孔径、孔壁结构以及铜晶粒形貌的影响。结果表明,在0.4 mol/L CuSO4、1 mol/L H2SO4组成的基础电解液中,以纯铜作阳极、纯镍作阴极,当电流密度为3 A/cm^2时,通电25 s可在阴极上制备出平均孔径为53μm的多孔铜。向电解液中加入Cl^-,会使多孔铜结构变得致密和光滑,但会使孔径过度增加;加入PEG,微孔结构变得比较规则,孔径也明显减小,但多孔铜结构不致密;在120 mg/L Cl-和80 mg/L PEG的协同作用下,可制得孔隙分布均匀、孔壁致密光滑的多孔铜。

工艺参数对氢气泡模板法电沉积多孔镍薄膜比表面积的影响

以阴极析出的氢气泡为模板制备出多孔镍薄膜。用显微镜观察了孔壁结构、孔径大小和分布状况,用电化学工作站测试了多孔镍薄膜的阻抗性能并计算出其比表面积。通过正交试验确定的制备多孔镍的最佳工艺条件为:氯化铵1.5mol/L,氯化镍0.1mol/L,温度40°C,时间20s。在最佳工艺条件下制备的薄膜孔分布均匀,结合力较好,比表面积较大(155cm2/mg)。

改良电沉积法制备硝酸根高敏传感铜簇

溶液中硝酸根的检测是生态环境保护中亟待解决的首要问题.用氢气泡模板法通过调节沉积时间制备出了系列对硝酸根具有良好电化学传感作用的高密度纳米铜簇材料.通过能谱分析、扫描电镜观察和电化学性能测试对该系列纳米铜簇的成分、相结构、形貌和催化性能进行了测定.研究结果表明,沉积时间是影响纳米铜簇材料传感性能的重要因素.通过优化沉积时间,可以获得纳米枝晶和大量纳米颗粒复合的结构,该结构对硝酸根具有较强的传感信号,且在0.03-1.5mmol/L的NO3^-1 浓度范围内还原峰电流密度与硝酸根离子浓度成线性关系.

多孔枝晶镍铜合金的制备及其电催化析氢、肼氧化性能

以镍网(NM)为基体,采用氢气泡模板法合成了独立分相金属Ni、Cu为主晶相、具有四级复合微纳结构的镍铜合金电催化剂(NiCu/NM)。在电催化析氢(HER)及肼氧化(HzOR)反应中,NiCu/NM表现出优良的催化活性,在1.0 mol·L^-1KOH(含0.5 mol·L^-1N2H4·H2O)溶液中,电流密度为10 mA·cm^-2时,其需要的HER及HzOR过电势分别为104和41 mV;在双电极体系中,电流密度为100 mA·cm^-2时,NiCu/NM的分解槽压仅为0.536 V,远低于全水分解过程所需的1.921 V,大大提高了电池的产氢效率。无论三电极体系还是双电极体系,NiCu/NM均表现出优异的催化活性及稳定性。分析认为,镍铜合金薄膜的多级复合结构使其展现出增大了近14倍的电化学活性面积(ECSA),为电催化反应提供了大量催化活性位点,也为电极表面的电荷传输、物质传递提供了充足的通道;Cu的掺入提高了材料的本征HER活性,两者协同促进了电催化活性的提升,其中NiCu/NM的结构优势对其优良的催化性能起主导作用。

超便捷高表面积3D多孔镍的可控设计探究

基于优化的全新的电镀液:醋酸,硫酸镍和添加剂PEG4000,本文采用氢气泡模板法设计出了高比表面积的3D多孔镍薄膜。详细地探究了电流密度、镀液温度、沉积时间等工艺参数对多孔镍薄膜的空隙结构(比表面积,孔隙率)的影响规律。此外,采用场发射电子扫描显微镜对样品的微观结构进行分析,并证明样品具有良好且均匀性好的多孔性,孔壁内存在大量空隙,以及比表面积高达138 cm^2/mg。