氯碱工业用析氢活性阴极的制备与研究-应用化学专业毕业论文.docxVIP

中文摘要氯碱工业是我国基础原材料工业，在国民经济中发挥着举足轻重的作用。但 中文摘要 氯碱工业是我国基础原材料工业，在国民经济中发挥着举足轻重的作用。但 氯碱工业也是耗能大户，随着能源的R趋紧张和价格上涨，能源费用已占制碱成 本的50％以上，严重制约了氯碱工业的发展。降低阴极商析氢过电位是目前氯 碱工业节能降耗、提高企业经济效益的关键，开发与应用活性阴极迫在眉睫。 本文通过电沉积法制备了Ni．Mo合金电极，由J下交实验法确定了电沉积的最 佳工艺。通过测试Ni．Mo合金在模拟氯碱工业条件下的阴极极化曲线、交流阻 抗，考察了Ni．Mo合金电极的催化析氢性能。结果表明，当电流密度为0．10A·cm。 时，Ni．Mo合金的析氢过电位较镀Ni电极降低约400mV左右，析氢反应活化能 仅为24．89kJ·mol～。扫描电镜下观察到Ni—Mo合金电极表面微观粗糙，比表面积 大；X射线衍射测试结果表明：Ni．Mo合会为纳米晶结构，平均晶粒尺寸为 2．25rim。 采用控电位双脉冲沉积技术制备Ni．聚苯胺(PAN)复合电极，在负向脉冲电 位(．1．IVvsSCE)下，电极上发生Ni2十的还原反应(阴极过程)，即电沉积金属 Ni：而在正向脉冲电位(O．9V vs SCE)下，镀液中的苯胺单体在电极表面发生 电聚合(阳极过程)，生成聚苯胺，从而得到Ni．聚苯胺(PAN)复合电极。扫描 电镜下观察到电极表面呈菜花状结构，比表面积约为普通镀Ni电极的4～50倍。 测试Ni．PAN复合电极在模拟氯碱工业条件下的阴极极化曲线，测试结果表明 Ni．PAN电极的析氢性能提高，在O．10A·em之电流密度下，析氢电位较镀Ni电极 正约350mV。 此外，在电沉积Ni．W-P活性阴极的基础上，制备了(Ni．W-P)-Zr02复合 镀层。改变镀液中Zr02颗粒的含量及颗粒尺寸，分别制备了微米以及纳米复合 电极。(Ni．W-P)．Zr02复合电极的析氢催化活性优于Ni-W-P电极，尤其是 (Ni，W-P)．纳米Zr02复合电极，其析氢过电位降低更多，约为430mV。 关键词：复合镀；析氢；Ni—W-P；Zr02；脉冲镀 ABSTRACT功e ABSTRACT 功e energy consumed in chlor-alkali industry is very large．the cost of energy accounts for 50％ofthe alkali producing．So much power consuming astricted the development of the chior-alkali industry greatly,With the crisis of the energy resources，the price of the power rises greatly,it is importance for the chlor-alkali enterprises to develop new technology to reduce the consuming of the energy and increase the benefits．At present with the popularization ofthe DSA anode the over-potential ofthe chlorine evolution， therefore，it is necessary for the chlor-alkali industry to reduce the over-potential ofthe cathode． In this paper,the orthogonal experiments were used to optimize the process conditions of the electro·，deposition of Ni-Mo alloy．The eatalytic property of the electrodes in hydrogen evolution reaction(HER)in the solution USed in chlor-alkali industry was studied by geady．state polarization and the ac impedance measurements．ne overpotential of HER at the current deusity of j=0．1 0 A‘em。of Ni-Mo alloy was abo