镍硫电极的催化活性及活性层结构的研究

本文用化学吸附硫法制备了镍硫电极，研究了活化条件对电极的催化活性及含硫量的影响，对电极表面活性层结构作了分析。

氯碱工业镍-硫电极的研究

应用电化学沉积的方法制备Ni-S和Ni-Co-S合金镀层.通过测量电极的稳态极化曲线,研究电极的电催化活性和析氢反应活化能,考察热处理和电解液中杂质离子等因素对沉积层析氢活性的影响.实验结果显示,Ni-S电极镀层中的硫质量分数为11.59%时,电极的析氢活性最高,镀层呈非晶态或弱晶态结构,电极的析氢反应活化能为22.344 kJ/mol.

电沉积方法制备镍硫析氢电极及其电化学性能

采用恒电流电沉积方法制备Ni-S电极,通过极化曲线研究了硫脲质量浓度、电流密度、镀液温度、电沉积时间等对Ni-S电极析氢性能的影响,获得了较佳的制备工艺:NiSO4·6H2O187.2g/L,硫脲100g/L,H3BO340g/L,NaCl20g/L,pH=4,电流密度30mA/cm2,镀液温度55°C和电沉积时间120min。通过扫描电镜、能谱分析和X射线衍射对Ni-S镀层进行了表征,比较了在不同电流密度下,Ni-S电极和纯镍电极、低碳钢电极在25°C、6mol/L NaOH溶液中的析氢过电位,并对Ni-S电极的电化学性能进行了研究。结果表明,Ni-S镀层结构致密,呈现出明显的非晶态,主要由Ni和S元素组成,其中S含量为13.61%。当电流密度为100mA/cm2时,Ni-S电极的析氢过电位比纯镍电极低309mV,比低碳钢电极低354mV。在60～90°C内,随着电解液温度的升高,Ni-S电极的析氢过电位降低,90°C时析氢过电位为63mV。电极反应在不同的电流密度下遵循不同的反应机理,当电流密度为0.1～1.0A/cm2时,析氢反应的表观活化能为19.57kJ/mol。在150mV的过电位下,电极的阻抗谱由2个容抗弧构成,含有Hads赝电容。

去合金化法制备多孔镍–硫–钴电极及其催化析氢性能

采用去合金化法制备了多孔Ni–S–Co(p-Ni–S–Co)合金电极。先依次电沉积制备Ni–S–Co中间层、Ni–S–Co–Zn合金镀层,随后将Ni–S–Co–Zn合金镀层浸泡于50°C的6 mol/L NaOH溶液中8 h以除去镀层中的Zn,即得p-Ni–S–Co合金镀层。表征了多孔镀层的形貌和结构,采用电化学方法着重研究了其催化析氢性能。结果表明,p-Ni–S–Co镀层由带花形纹理的球形颗粒构成,颗粒表面存在大量开放性孔隙,有效增大了镀层的比表面积。p-Ni–S–Co电极在20°C的28%NaOH溶液中时,电流密度为135 mA/cm2下的析氢超电势为108 mV,真实交换电流密度为3.95×10 4mA/cm2,催化析氢性能明显优于普通Ni–S–Co合金电极。

Ni-S合金析氢阴极的制备研究

以硫脲作为硫源,在改进的瓦特镀液体系中用电沉积方法获得N i-S合金镀层,系统地研究了硫脲浓度、电流密度、电沉积时间、镀液温度、pH值、有机添加剂等实验条件对N i-S合金电极析氢活性的影响.用重量分析法测定电沉积层中硫的含量,X-射线衍射技术表征镀层的晶形结构,稳态恒流极化法研究N i-S合金层的电催化活性.实验结果表明,电沉积得到的析氢活性较好的镍硫合金为非晶态结构和弱晶结构,硫含量为11.59%(重量比)时,N i-S合金电极具有优良的电催化性能,且在长期电解条件下电极仍有良好的析氢活性.

Nickel Sulfide/Graphene/Carbon Nanotube Composites as Electrode Material for the Supercapacitor Application in the Sea Flashing Signal System

This work presents NiS/graphene/carbon nanotube （NiS/GNS/CNT） composites as electrode material for the supercapacitor application in sea flashing signal systems. NiS nanosheets were closely anchored on the conductive GNS-CNT networks. As a result, the NiS/GNS/CNT electrode showed a high specific capacitance of 2 377 F.g^-1 at 2 mV.s^-1 and good cycling stability compared with the pure NiS （1 599F.g^-1）. The enhanced electrochemical performances are attributed to the synergetic effect between the conductive carbon and the pseudo-capacitive NiS. The high performance supercapacitor may provide application in the sea flashing signal system.

计算机曲线拟合求解析氢反应的动力学参数

应用电化学稳态极化方法,研究1M NaOH电解液中镍硫合金电极表面析氢反应电催化活性与沉积层中含硫量之间的关系。根据析氢反应机理,用理论电化学极化方程拟合实验稳态极化曲线,得到不同含硫量的镍硫合金电极表面氢原子吸附和脱附反应的速率常数、反应对称系数等动力学参数。