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1、艦船防化2010年第2期，7—12CHEMICALDEFENCEONSHIPS鎳鉬基合金析氫電極材料的研究進(jìn)展魏海興，周振芳，呂東方，馬強(qiáng)(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所，河北邯鄲，056027)摘要：本文分別從幾何因素和能量因素方面探討了鎳鉬合金電極的析氫機(jī)3里，簡(jiǎn)要介紹了Ni—Mo合金的制備方法，概述了用電沉積方法制備鎳鉬基合金的研究現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的比較分析了多元合金電極和復(fù)合電極能夠提高析氫性能的原因，最后指出多元合金電極與復(fù)合合金電極是今后鎳鉬基合金電極發(fā)展的重要方向。關(guān)鍵詞：鎳鉬基合金，電沉積，析氫反應(yīng)，析氫活性中圖分類(lèi)號(hào)：061文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：^P
2、rogressonCathodesofNickel-MolybdenumBasedAlloysWeihai—xing，Zhouzhen—fang，Liadong—fang，Maqiang(The718thResearchInstituteofCSIC，Handan056027，China)Abstract：Thispaperdescribedthemechanismofhydrogenevolutionfromthesidesofthegeometryandenergy．Themethodofpreparationofnickel—molybdenumelectro
3、deandthedevelopmentofNickel—Molybdenumbasedalloysbyelectrodepositionhavebeenalsointroduced．Furthermore，thereasontodiverseandcompositenickel—molybdenumalloyselectrodesimprovedthecharacterizationsofHERhasbeenanNyzed．Atlast，itisindicatedthatthediverseandcompositenickel—molybdenumalloysele
4、ctrodesisthekeypointforthefuturestudyofelectrodemateria1．Keywords：Nickel—molybdenumbasedalloy，Electrodeposition，Hydrogenevolutionreaction(H．E．R．)，Hydrogenevolutionactivity水制氫法得到更廣泛的應(yīng)用，降低電解水的能耗成為0引言電解水法研究的熱點(diǎn)，其中，研制高效的析氫催化電氫能源是理想的清潔能源，電解水制氫是重要的極材料，降低電極的析氫過(guò)電位，是解決能耗問(wèn)題的制氫方法之一，電解析氫是一個(gè)研究多年的課題，
5、這最有效的方法。一課題對(duì)氯堿工業(yè)、制氫工業(yè)、化學(xué)電源、燃料電池在眾多研究的催化析氫電極材料中，由于過(guò)渡金的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用都有著重要意義。電解水制氫法得到的屬具有低析氫超電勢(shì)和低成本的雙重優(yōu)勢(shì)，是目前公氫純度高，生產(chǎn)易于調(diào)節(jié)，且生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染，但由認(rèn)最優(yōu)的電極材料。而在過(guò)渡金屬中，鎳基合金在堿于析氫過(guò)電位的存在，使得電解水過(guò)程中槽壓增大，性介質(zhì)中化學(xué)穩(wěn)定性好，析氫反應(yīng)活性高，因此是研能耗增加，生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量的電能。為了使電解究最為廣泛的一種合金。IArulRajn】系統(tǒng)地比較了幾·8·艦船防化2010年第2期種二元合金活性析氫陰極，認(rèn)為析氫活性應(yīng)按負(fù)性大(Mo為2．1
6、6)的金屬轉(zhuǎn)移，過(guò)剩的電子聚集在金Ni—Mo>Ni—Zn>Ni．Co>Ni．W>Ni—Fe>Ni—Cr的順序排屬鎳周?chē)饘巽f為氫的形成提供了有利場(chǎng)所，因列。Ni．Mo合金是大家公認(rèn)的最有希望作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)此鎳一鉬合金良好的析氫電催化性能與過(guò)剩的電子聚應(yīng)用的析氫催化材料，但在制備過(guò)程中由于析氫嚴(yán)集有關(guān)。重、電解工作中抗斷電能力差等缺點(diǎn)一直沒(méi)有得到應(yīng)'用。鑒于Ni．Mo合金的以上缺點(diǎn)，人們又發(fā)展了三元2PI甚至多元鎳鉬基合金電極以及復(fù)合電極。本文分別從‘幾何因素和能量因素探討了鎳鉬合金電極的析氫機(jī)《5理，指出了脈沖電沉積較之于直流電沉積的優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的比較分
7、析了多元合金電極和復(fù)合電極能夠提高析氫性能的原因。．：草。1鎳鉬合金電極析氫機(jī)理●1O析氫活性主要受兩個(gè)因素的影響：幾何因素(電'1極的比表面積)和能量因素(金屬的電子結(jié)構(gòu))。對(duì)H．．．甚ondstn9伽mor’l于幾何因素，可以通過(guò)增大電極的比表面積來(lái)實(shí)現(xiàn)，圖1析氯反應(yīng)電催化活性的“火山圈RaneyNi就是很好的例證。對(duì)于能量因素，這與材料Fig．1“Volcanicfigure”ofelectrocatalyticabilityfor的屬性密切相關(guān)，材料的體相性質(zhì)(電子功函、費(fèi)米hydrogenevolution能級(jí)、金屬d電子組態(tài)等)及表面性質(zhì)(表面缺陷、
