多孔鎳基復(fù)合材料的制備及其析氫電催化性能.pdf

1、隨著全球人口的激增及經(jīng)濟的發(fā)展，能源已被視為人類社會發(fā)展最基礎(chǔ)的需求，石油、煤炭等不可再生資源日漸枯竭，對其依賴性大大限制了人類社會與經(jīng)濟的發(fā)展。氫能一氫氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的能量一因其清潔、高效、可再生等優(yōu)點被寄予了很高的期望。氫氣作為一種二次能源，需要從水、化石燃料等含氫物質(zhì)中制備。制氫的途徑方法很多，常見的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣重整制氫等。當(dāng)前制氫比較成熟的工藝為化石能源燃料重整制氫，但因其流程繁瑣、能耗大、原料昂貴

2、、產(chǎn)率低等因素限制了氫氣的大規(guī)模生產(chǎn)與利用。電解水制氫具有操作簡便、成本低廉和無污染等無可比擬的優(yōu)點，被認(rèn)為是一種最有發(fā)展前景的制氫技術(shù)。由于高析氫過電位產(chǎn)生的高能耗使其未能在實際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。因此，設(shè)計與制備高效穩(wěn)定的電極材料對氫能的開發(fā)利用具有重要的意義。
　　析氫電極材料應(yīng)具有導(dǎo)電性好、比表面積大、析氫過電位低、電催化活性高且電化學(xué)穩(wěn)定性好等特點。多孔鎳是一種兼具功能和結(jié)構(gòu)雙重性能的新型工程材料，因其價格低廉、比表面積

3、大、密度低、良好的吸附和交換性，已引起國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文主要利用不同方法制備了納米多孔鎳和多孔鎳基復(fù)合材料，并對其電化學(xué)析氫活性和穩(wěn)定性進行了測試。
　　論文主要內(nèi)容包括以下兩個方面:
　　一、利用脫合金法和電沉積腐蝕法制備出納米多孔鎳，并對其相應(yīng)的電化學(xué)性質(zhì)進行了測試。利用脫合金法將NiAl合金中活性組分脫除獲得均勻的納米多孔鎳，孔徑約為孔徑為50～80nm。利用電沉積法將Zn均勻沉積到泡沫鎳表面，再腐蝕后得到

4、了孔徑約為1μm的大孔鎳。相對于傳統(tǒng)的2D平面材料，具有3D結(jié)構(gòu)的擁有更大的比表面積，具備更好的析氫電催化活性。與普通塊體鎳相比較，制備的納米多孔鎳表現(xiàn)出了更正的析氫過電位。
　　二、利用電沉積和程序還原法相結(jié)合制備Ni2P/Ni foam復(fù)合電極材料，并測試了Ni2P/Ni foam析氫電催化活性。Ni2P/Ni foam因其較大的比表面積及良好的導(dǎo)電性顯示了優(yōu)良的析氫電催化活性，析氫過電位約為120 mV，與泡沫鎳相比析氫過電