宗云
,
郭荣新
,
何冰清
,
刘宏
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.06.003
为了探索镀液组分对Ni-W-P合金镀层结构与性能的影响规律,寻求合适的镀液配比,为后续实验奠定基础,采用扫描电镜/能谱、X射线衍射以及金相分析等方法,研究了不同成分和结构的化学沉积Ni-W-P合金层,测量了不同成分沉积层的镀态与热处理后的硬度.结果表明:对于Ni-W-P合金镀层,镀液组分是决定镀层结构状态的关键因素.镀液中钨酸钠含量增加,次磷酸钠含量减少时,镀层结构将发生由非晶态→混晶态→纳米晶态的连续演变,其相应的镀态硬度与热处理后硬度也发生变化,这种变化与因成分改变导致的结构、晶化程度、W含量、Ni_3P析出量与尺寸等因素的改变有关.
关键词:
纳米晶
,
化学镀
,
Ni-W-P合金
,
非晶态合金
张海军
,
赵国刚
,
周月波
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.06.004
为了更深地认识CNTs对Ni-P镀层电化学腐蚀性能的影响,采用复合化学镀技术,通过向优化的化学镀溶液中加入碳纳米管的方法在45~#钢基材上制备了Ni-P-CNTs复合镀层,并用相同工艺在45~#钢基材上直接化学镀Ni-P镀层作为对比.采用SEM/EDAX,XRD和TEM综合分析了复合镀层的形貌和结构,分析表明:所得镀层t,X非晶结构为主,碳纳米管均匀分布在镀层中.采用动电位极化及交流阻抗技术对比研究了Ni-P-CNTs复合镀层及纯Ni-P镀层在0.5mol/L NaCl+0.05mol/L H_2SO_4酸性溶液中的电化学腐蚀行为,腐蚀实验结果表明:在该介质溶液中,与不含碳纳米管的Ni-P镀层相比,Ni-P-CNTs复合镀层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度较低,耐均匀腐蚀性能得到明显改善;此外,碳纳米管的加入还明显提高了Ni-P镀层在该介质溶液中的耐点蚀性能.
关键词:
碳纳米管
,
化学镀
,
Ni-P镀层
,
酸性介质
,
腐蚀
李佳
,
刘会园
,
吕洋
,
郭新闻
,
宋玉江
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62454-3
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)环境友好,具有高的能量转换效率,已受到了广泛的关注.目前,铂基电催化剂广泛使用在 PEMFCs中,但铂的储量有限,活性低,耐久性差,成本高,急需开发高性能的非贵金属电催化剂替代铂基电催化剂.非贵金属电催化剂的电化学表征基本上都沿用了铂基电催化剂的评价体系和方法,不一定适用于非贵金属电催化剂的表征.
本文选用铂和石墨为对电极考察其对非贵金属电催化剂在酸性电解质中耐久性测试的影响.当使用铂对电极时,商业 Pt/C电催化剂的氧还原(ORR)活性随着耐久性测试圈数的增加而降低,而非贵金属电催化剂的氧还原活性在耐久性测试过程中的变化规律与商业 Pt/C不同,呈现先降低,后升高的规律.耐久性测试前后的透射电镜(TEM)分析表明非贵金属电催化剂经过耐久性测试后,在电催化剂表面生长了铂纳米颗粒.高分辨透射电镜(HRTEM)和能量色散 X射线光谱(EDX)进一步证明以铂为对电极的三电极体系,在进行非贵金属电催化剂耐久性测试的过程中,非贵金属电催化剂表面生长了铂纳米颗粒,使得非贵金属电催化剂的 ORR活性在耐久性测试后得到显著提高.耐久性测试前后,非贵金属电催化剂氧还原过程的电子转移数由3.7变为4.0,再次证明了耐久性测试过程中铂颗粒的生成.在三电极电化学体系中,当工作电极发生阴极反应时,对电极为阳极反应,反之亦然,即在工作电极上发生的任何电化学过程,都会在对电极上完成相反的电化学过程.在循环电位扫描过程中,当铂对电极的电压高于1.0 V (vs RHE)时,开始发生铂的溶解现象,并且当电压高于1.2 V (vs RHE)时,铂的溶解量会急剧增加,部分溶解的铂会扩散到工作电极附近,并在工作电极的非贵金属电催化剂表面发生沉积作用.随着扫描圈数的增加,沉积的铂纳米颗粒的数量增加,颗粒变大,从而使非贵金属电催化剂的表观 ORR活性显著提高.该现象使得非贵金属电催化剂在酸性电解质中无法表现出其真实的耐久性.当选用石墨棒为对电极材料时,非贵金属电催化剂在酸性电解质中的 ORR活性不会受到对电极材料的影响.
通过考察对电极材料对非贵金属电催化剂在酸性电解质中耐久性能的影响,可以得出结论,即对非贵金属电催化剂在酸性电解质中的耐久性测试中,不宜使用铂对电极,应该使用石墨为对电极材料,以防止对电极材料干扰耐久性测试.
关键词:
非贵金属电催化剂
,
铂对电极
,
石墨对电极
,
加速老化测试
,
酸性电解质
