[發明專利]多孔鎳復合電極、電鍍液及該多孔鎳復合電極的制備方法

無效

• 申請號: 201210421541.2
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102899681A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 王森林;段錢花
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: C25B11/03
• 分類號: C25B11/03;C25B11/06;C25D15/00
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

【技術領域】

本發明涉及一種多孔鎳復合電極，用于制備該多孔鎳復合電極的電鍍液，以及該多孔鎳復合電極的制備方法。

【背景技術】

水電解是制備高純氫氣的重要技術之一，只要提供一定形式一定量的電能，則可使水分解。提供電能使水分解制得氫氣的效率一般在75％～85％，其工藝過程簡單、無污染，但消耗電量大，使得其應用受到一定的限制。為了降低制氫成本，就得尋找更加有效的析氫電極材料來降低析氫過電位，以降低單位電能消耗。鎳因其特殊的未成對d電子層結構，具有適中的吸附氫鍵能，因此其電催化析氫性能較好，而且價格較低、資源豐富。正因為如此，鎳及鎳鉬等合金是常用的析氫電催化材料，工業上制成雷尼鎳或網狀鎳合金是常用的析氫電極，這類電極電催化活性較高、孔隙率高、比表面積大，析氫反應速度快。但是，在電解過程中，由于間隙電解或停斷電(不連續電解)，特別是停止電解兩周以上，電極由于空氣氧化和腐蝕，鎳及其合金電極電催化活性很快衰減，電極穩定性不好。總之，現有的電極抗斷電、短路能力差，在不電解狀態下，電極易被氧化和腐蝕。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題之一在于提供一種多孔鎳復合電極，具有較高的比表面積、較低的析氫過電位以及較高的抗斷電穩定性。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題之一的：一種多孔鎳復合電極，含有基體鎳板，以及附著于所述基體鎳板上的LaNi₅顆粒，所述LaNi₅顆粒的平均粒徑為20μm。

本發明所要解決的技術問題之二在于提供一種用于制備所述的多孔鎳復合電極電鍍液，所制的多孔鎳復合具有優異的析氫電催化和穩定性能。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題之二的：一種用于制備所述的多孔鎳復合電極電鍍液，包含NiSO₄·6H₂O?300g·L^-1、NiCl₂·6H₂O?50g·L^-1、H₃BO₃?40g·L^-1、鋁粉30g·L^-1、LaNi₅顆粒25g·L^-1，且所述電鍍液的pH為4.0～5.0；所述鋁粉的平均粒徑為10μm，所述LaNi₅顆粒平均粒徑為20μm。

進一步地，所述電鍍液的溫度為45℃。

進一步地，所述電鍍液的電流密度40～70mA·cm^-2。

進一步地，所述電鍍液的陰極為包覆有10μm鎳鍍層的1.7cm×1.7cm×0.3cm的黃銅片，陽極為6cm×9cm×0.5cm的純鎳板。

本發明所要解決的技術問題之三在于提供一種所述的多孔鎳復合電極的制備方法，在鎳基體上經過外延生長形成鎳復合鍍層，沒有界面存在，鍍層與基體結合力優良，制得的多孔鎳復合電極既具有較大的比表面積、較低的析氫過電位，因此，具有優異的析氫電催化和穩定性能。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題之三的：一種所述的多孔鎳復合電極的制備方法，包括以下步驟：

(1)固體微粒預處理：將平均粒徑為10μm的鋁粉、平均粒徑為20μm的LaNi₅顆粒分別于pH值為8.0的弱堿中除油、過濾，接著用大量的蒸餾水沖洗，再用表面活性劑處理、過濾、蒸餾水沖洗、烘干；

(2)按下述配方配制電鍍液：NiSO₄·6H₂O?300g·L^-1、NiCl₂·6H₂O?50g·L^-1、H₃BO₃?40g·L^-1、鋁粉30g·L^-1、LaNi₅顆粒25g·L^-1，該鍍液pH為4.0～5.0，蒸餾水配制；

(3)電鍍：用包覆有10μm鎳鍍層的1.7cm×1.7cm×0.3cm的黃銅片為陰極，6cm×9cm×0.5cm的純鎳板為陽極，將陰極和陽極平行置于鍍液中，于電流密度40～70mA·cm^-2、溫度45℃下電鍍20min，得到Ni/(Al+LaNi₅)前體；