電沉積制備泡沫鎳/鎳–硫–二氧化鈦復合電極及其析氫催化活性

（盤錦遼河油田大力集團有限公司化工分公司，遼寧 盤錦 124022）

【研究報告】

電沉積制備泡沫鎳/鎳–硫–二氧化鈦復合電極及其析氫催化活性

高曉亮

（盤錦遼河油田大力集團有限公司化工分公司，遼寧 盤錦 124022）

以泡沫鎳為基體，利用電沉積法制備Ni–S–TiO2多孔復合電極，鍍液組成和工藝條件為：NiSO4·6H2O 180 ～ 250 g/L，H3BO335 ～ 40 g/L，硫脲100 ～ 150 g/L，TiO2納米微粒(粒徑約為20 nm)5 ～ 20 g/L，表面活性劑0.1 g/L，pH 3.5 ～ 4.0，溫度45 °C，電流密度30 mA/cm2，機械攪拌速率250 ～ 300 r/min，時間30 min。研究了鍍液中TiO2添加量對復合電極析氫活性的影響。采用掃描電鏡和X射線衍射儀表征了Ni–S–TiO2復合電極的表面形貌和晶態結構。利用陰極極化曲線和電化學阻抗譜測試研究不同電極在1 mol/L NaOH溶液中的析氫催化活性，并通過計時電位法研究電極的穩定性。結果表明，Ni–S–TiO2電極由納米TiO2粒子相和非晶態Ni–S相構成，其析氫催化活性和穩定性優于Ni–S電極。

泡沫鎳；鎳–硫合金；二氧化鈦；復合電極；電沉積；析氫；催化活性；電化學

First-author’s address: Chemical Branch of Panjin Liaohe Oil Field Energetically Group Co., Ltd., Panjin 124022, China

能源問題是21世紀的首要議題。氫能作為一種二次能源，被認為是替代化石類能源的首選。其主要優點是燃值高，燃燒產物為水，資源豐富。目前，工業上的產氫方式主要包括甲烷蒸汽轉化制氫、煤炭氣化制氫、電解水制氫等。其中電解水制氫被認為是真正的綠色制氫技術，其電解產物為氫氣和氧氣。但電解水制氫的高能耗限制了它的廣泛應用。因此，研究高催化活性的析氫電極來降低能耗具有重要意義。

早期析氫電極以貴金屬Pt、Pd及其氧化物為主，具有析氫過電位低、電解穩定性好等優點，但貴金屬價格昂貴，不利于工業化大規模使用。……