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1、中圖分類號(hào)：O646.5論文編號(hào)：102870618-SZ059學(xué)科分類號(hào)：085204碩士學(xué)位論文鎳基合金電極的制備及其催化析氫性能研究研究生姓名江磊專業(yè)類別工程碩士專業(yè)領(lǐng)域材料工程指導(dǎo)教師陳亞清副教授南京航空航天大學(xué)研究生院材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyStudyontheFabricationofNickle-basedAlloy
2、ElectrodesandItsCatalyticPerformanceforHydrogenEvolutionAThesisinMaterialsEngineeringbyJiangLeiAdvisedbyProf.ChenYaqingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外
3、，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：2018-4-4南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要?dú)錃馐且环N公認(rèn)的具有高效、清潔等特點(diǎn)的理想型能源，電解水制氫技術(shù)是目前工業(yè)化制氫的重要手段，研究和開發(fā)廉價(jià)、析氫過電位低、電解穩(wěn)定性高、催化析氫性能優(yōu)異的陰極電極材料對(duì)降低電解水制氫的
4、成本和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化制氫具有積極、深遠(yuǎn)的意義。本論文采用電沉積法制備出Ni-Mo合金電極，并在此基礎(chǔ)上采用水熱法合成Ni-Mo-S合金電極，通過改變制備電極的工藝條件及對(duì)電極電化學(xué)性能的測試和比較，確定制備電極的最佳實(shí)驗(yàn)方案，為未來設(shè)計(jì)和制備高性能能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料提供新的思路。論文研究內(nèi)容包括：1.采用電沉積法制備出的Ni-Mo合金電極的最佳實(shí)驗(yàn)方案：硫酸鎳濃度為0.1mol/L，檸檬酸鈉濃度為0.25mol/L，鉬酸鈉濃度為0.05mol/L，氯化鈉濃度為0.3mol/L，鍍液pH值為29.7，電沉積電流密度大小為32mA/c
5、m，鍍液溫度為30℃，攪拌子轉(zhuǎn)速為1200rad/min，電鍍時(shí)間為60min。Ni-Mo合金電極在25℃，1mol/L的NaOH溶液中的電化學(xué)性能測試結(jié)果表明，2當(dāng)電流密度為10mA/cm時(shí)，Ni-Mo合金電極的析氫過電位比純Ni電極降低了200mV左右，并且具有很高的電化學(xué)穩(wěn)定性。SEM觀測到Ni-Mo電極鍍層的表面形貌粗糙，具有許多細(xì)小裂紋。EDX和XRD測試了鍍層表面的元素組成及結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Mo含量為23at%時(shí)，Ni-Mo合金電極的催化析氫性能最好。Mo元素的加入，使鍍層呈現(xiàn)出非晶化的趨勢，電極的比表面積增大，催化析氫性能
6、大大提高。2.在電沉積法制備出Ni-Mo合金的基礎(chǔ)上，通過水熱法合成了Ni-Mo-S合金電極并確定2了最佳的工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電流密度為10mA/cm時(shí)，Ni-Mo-S合金電極的析氫過電位比Ni-Mo合金電極降低了大約35mV，比純Ni電極降低了235mV左右，電化學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。Ni-Mo-S合金電極鍍層的表面形貌出現(xiàn)更多的細(xì)小顆粒及裂紋，當(dāng)S含量為5.7at%時(shí)，Ni-Mo-S合金電極的催化析氫性能最好。鍍層中S元素的加入，進(jìn)一步加大了鍍層非晶化的趨勢，降低了鍍層的晶粒尺寸，大大增加了Ni-Mo-S合金電極的催化析氫
7、性能。關(guān)鍵詞：鎳基合金電極，Ni-Mo，Ni-Mo-S，電催化，析氫I鎳基合金電極的制備及其催化析氫性能研究ABSTRACTHydrogenisawell-recognizedidealenergysourcewithhighefficiencyandcleanliness.Electrolysiswaterforhydrogenproductionisanimportantmeansofindustrialproductionofhydrogen.Ithaspositiveandprofoundinfluencetostudyan
8、ddeveloplowcost,lowoverpotential,highelectrolyticstabilityandexcellentcatalyticperformancecathodematerialsforhydrogen
