氯堿工業(yè)用析氫活性陰極的制備與研究.pdf

1、氯堿工業(yè)是我國基礎(chǔ)原材料工業(yè),在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著舉足輕重的作用.但氯堿工業(yè)也是耗能大戶,隨著能源的日趨緊張和價格上漲,能源費用已占制堿成本的50﹪以上,嚴重制約了氯堿工業(yè)的發(fā)展.降低陰極高析氫過電位是目前氯堿工業(yè)節(jié)能降耗、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的關(guān)鍵,開發(fā)與應(yīng)用活性陰極迫在眉睫. 本文通過電沉積法制備了Ni-Mo合金電極,由正交實驗法確定了電沉積的最佳工藝.通過測試Ni-Mo合金在模擬氯堿工業(yè)條件下的陰極極化曲線、交流阻抗,考察了Ni

2、-Mo合金電極的催化析氫性能.結(jié)果表明,當電流密度為0.10A·cm<'-2>時,Ni-Mo合金的析氫過電位較鍍Ni電極降低約400mV左右,析氫反應(yīng)活化能僅為24.89kJ·mol<'-1>.掃描電鏡下觀察到Ni-Mo合金電極表面微觀粗糙,比表面積大；X射線衍射測試結(jié)果表明:Ni-Mo合金為納米晶結(jié)構(gòu),平均晶粒尺寸為2.25nm. 采用控電位雙脈沖沉積技術(shù)制備Ni-聚苯胺(PAN)復(fù)合電極,在負向脈沖電位(-1.1V vs S

3、CE)下,電極上發(fā)生Ni<'2+>的還原反應(yīng)(陰極過程),即電沉積金屬Ni:而在正向脈沖電位(0.9V vs SCE)下,鍍液中的苯胺單體在電極表面發(fā)生電聚合(陽極過程),生成聚苯胺,從而得到Ni-聚苯胺(PAN)復(fù)合電極.掃描電鏡下觀察到電極表面呈菜花狀結(jié)構(gòu),比表面積約為普通鍍Ni電極的4～50倍. 測試Ni-PAN復(fù)合電極在模擬氯堿工業(yè)條件下的陰極極化曲線,測試結(jié)果表明Ni-PAN電極的析氫性能提高,在0.10A·cm<'-