鎳鎵合金的離子液體電沉積工藝及其催化性能研究.pdf

1、CO2是大氣污染物之一，同時(shí)也是最廉價(jià)的碳源，其轉(zhuǎn)化利用具有很大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，因此回收利用固化CO2成為了工業(yè)化解決碳基能源循環(huán)利用最好的方法之一。本文提出在離子液體中電沉積Ni-Ga合金催化劑的研究課題，通過電化學(xué)方法制備晶體尺寸更小、催化性能更好的催化劑，將Ni-Ga合金用于催化CO2生成醇類物質(zhì)轉(zhuǎn)化的電催化過程，并研究其沉積機(jī)制和催化性能，目的是使催化反應(yīng)可以穩(wěn)定高效的發(fā)生，生成更少的副產(chǎn)物，為碳基能源的循環(huán)利用制備一種具有優(yōu)良

2、催化活性和穩(wěn)定性的催化劑。
　　本文選取了1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽（[BMIM][TFO]）為離子液體溶劑，配制了不同主鹽濃度的混合電解液體系。通過對(duì)循環(huán)伏安曲線的研究，確定了Ni和Ga存在共沉積電勢(shì)，并采用了恒電勢(shì)沉積的方法分別探討了單金屬Ni和Ni-Ga合金的電沉積，實(shí)驗(yàn)過程中分別研究了體系、基體、電勢(shì)、時(shí)間、溫度等一系列因素對(duì)Ni-Ga合金電沉積的影響，分析了不同工藝條件對(duì)合金成分和表面形貌的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

3、本文成功地在離子液體中用電沉積的方法制備了Ni-Ga合金，微觀形貌為球狀納米顆粒，排列致密整齊。在含有40mmol/L NiCl2和60mmol/L GaCl3混合電解液體系中，控制溫度為75℃，電勢(shì)為-1.8V，在多孔碳材料上可沉積制備出尺寸為1~5nm的Ni-Ga納米合金顆粒。
　　對(duì)電沉積制備的Ni-Ga合金進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。XRD測(cè)試結(jié)果顯示，Ni-Ga合金主要為Ni7Ga3，具有（100）、（220）、（200）三個(gè)晶面。

4、通過XPS對(duì)合金的元素價(jià)態(tài)分析，認(rèn)為本課題制備的Ni-Ga合金為Ni、Ga以及Ni7Ga3組成的混合物。
　　分別在CO2和Ar氣氛飽和的0.5mol/L KHCO3溶液中，通過循環(huán)伏安曲線和電流-時(shí)間曲線等電化學(xué)測(cè)試手段，對(duì)比研究了不同工藝條件下得到的Ni-Ga合金的催化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，控制體系Ni和Ga離子濃度比為1:2，溫度為70℃，電勢(shì)為-1.8V，沉積時(shí)間為60s，基體為多孔碳材料時(shí)，所制備的Ni-Ga合金的催化性能