CN115074792A - 一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品 - Google Patents

一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品 Download PDF

Info

Publication number
CN115074792A
CN115074792A CN202210791961.3A CN202210791961A CN115074792A CN 115074792 A CN115074792 A CN 115074792A CN 202210791961 A CN202210791961 A CN 202210791961A CN 115074792 A CN115074792 A CN 115074792A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cobalt
alloy film
based alloy
plating solution
film layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210791961.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115074792B (zh
Inventor
胡郑妍
卫国英
张中泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN202210791961.3A priority Critical patent/CN115074792B/zh
Publication of CN115074792A publication Critical patent/CN115074792A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115074792B publication Critical patent/CN115074792B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
    • C25B11/089—Alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/623—Porosity of the layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开了一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品，属于金属材料技术领域。钴基合金膜层的制备方法，包括以下步骤：将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积，然后再浸入碱性溶液中浸泡腐蚀，得到所述钴基合金膜层；所述酸性复合镀液的制备包括：将钴盐、钨盐和Al2O3颗粒加入溶剂中混合后调节pH值至酸性得到所述酸性复合镀液。该钴基合金膜层耐磨性能提高，析氢过电位减小，析氢性能提高，具有优良的催化性能。

Description

一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，特别是涉及一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品。
背景技术
在众多清洁能源中，氢能作为一种经济、高效、可持续的绿色能源，是最为理想的能源载体之一，其受到了越来越广泛的关注。在多种制氢技术中，水电解离制氢被认为是通往“氢经济”的最有效途径之一。然而在实际应用中，水电解离制氢往往需要克服较高的析氢过电位，从而造成较高的能源损耗，为有效解决水电解离析氢过电位过高的技术瓶颈，高效催化材料的应用是突破此瓶颈的技术关键。目前贵金属铂及其合金是最为有效的析氢催化剂，但价格高昂、资源稀少以及电化学稳定性较差等不足限制了其规模化应用，粉末状催化剂受限于粘合剂和电化学稳定性。因此，亟需开发一种机械强度高、催化活性良好的非贵金属电极材料。
在众多非贵金属电催化材料中，过渡金属磷化物由于其独特的电子结构以及类金属特性，是催化反应活性高、稳定性好和成本效能佳的析氢电催化材料之一，其具有代替Pt基电催化材料的潜质。当前，水电解离析氢所用磷化物催化材料大多采用溶液水热合成工序和高温固相还原工序制备，其形态多为粉体，需在溶剂中充分分散，之后再利用Nafion溶液和聚偏氟乙烯有机溶液等粘结剂将其固定在导电载体上，这样催化电极的催化剂负载量有限，且粘结剂会降低电极材料的电传导性能，同时还存在粘结剂会包覆和遮蔽催化剂的部分活性点位，降低其催化性能；此外，长时间电解过程中，活性催化材料易从电极表面脱落，致使水电解离析氢催化电极稳定性差。而如何制备得到一种催化活性及耐磨性良好的非贵金属电极材料，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品，以解决现有技术中存在的问题，本发明在基底材料表面制备由钴、钨和Al2O3颗粒复合电沉积，再由NaOH溶液腐蚀去除Al2O3颗粒而成的具有特殊结构(将图1～2和图8进行对比，可以看出来特殊结构和原有结构，氧化铝颗粒去除后表面留下多孔)的钴基合金膜层，该膜层兼具耐磨性能及较高的析氢性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案
本发明的技术方案之一：
将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积，然后再浸入碱性溶液中浸泡腐蚀，得到所述钴基合金膜层；
所述酸性复合镀液的制备包括：将钴盐、钨盐和Al2O3颗粒加入溶剂中混合后调节pH值至酸性得到所述酸性复合镀液。
Co-W合金膜层结构致密、硬度高、耐热性好、耐磨耐蚀性能优良。
将氧化铝颗粒通过腐蚀的方法去除，可以在表面形成多孔结构，有效增大表面积，提高其电催化性能。
进一步地，所述酸性复合镀液中钴盐的浓度为0.05～0.1mol/L，钨盐的浓度为0.05～0.1mol/L，Al2O3颗粒的浓度为10～30g/L；所述酸性复合镀液的pH值为4.5～6.0。
复合高浓度氧化铝颗粒的镀层厚度低于低浓度镀层。络合剂可以起到亮化、平整化和缓冲作用。
进一步地，所述钴盐为硫酸钴；所述钨盐为钨酸钠。
进一步地，所述酸性复合镀液中还含有络合剂。
进一步地，所述络合剂在酸性复合镀液中的浓度为0.2～0.4mol/L；所述络合剂为柠檬酸氢二铵。
进一步地，所述复合电沉积的条件为：恒电流密度，电流密度为10～50mA/cm2，电沉积时间为30～60min，电沉积温度为40～70℃。
进一步地，所述碱性溶液包括NaOH溶液；所述NaOH溶液的浓度为5～7mol/L。
进一步地，所述浸泡腐蚀的温度为60～80℃。
本发明的技术方案之二：一种上述制备方法制备的钴基合金膜层。
本发明的技术方案之三：一种上述钴基合金膜层在制备电极材料中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
(1)采用本发明的酸性复合镀液对基底材料进行复合电沉积，可以形成机械优异性能的Co-W合金膜层，进一步将其浸入NaOH溶液中进行腐蚀，最终在基底表面形成了厚度为10～13μm的特殊结构钴基合金膜层，该复合膜表面平整、特殊结构均匀，摩擦系数为0.5～0.8，在10-100mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位减小(与Co-W镀层的572mV相比)，催化性能提高。
(2)本发明制备得到的特殊结构的钴基合金膜层兼具耐磨性能及较高的析氢性能。
(3)本发明在现有的钴盐、钨盐复合共沉积的基础上，加入了Al2O3颗粒，三种物质在络合剂柠檬酸氢二铵的作用下复合共沉积，可以制得Co-W-Al2O3复合膜层，可以提高膜层的耐磨性。然后在NaOH溶液中腐蚀去除Al2O3颗粒，得到具有特殊结构的钴基合金膜层。钴基膜层本身具有优异的性能，而本发明使用的脱颗粒法制备特殊结构的钴基合金膜层，使膜层具有较大的孔隙率、比表面积和化学活性，进一步提高了膜层的力学性能和催化性能。另外，本发明采用复合电沉积和腐蚀脱颗粒的方式，得到的膜层具有耐磨、比表面积大(具有多孔结构，比表面积变大)及析氢性能高等优点。
(4)本发明的方法适合于制备电催化中(需要具有优异析氢性能、耐磨要求)的各种电极材料。
(5)本发明采用复合电沉积和腐蚀脱颗粒技术，提高了其析氢性能及力学性能。
(6)本发明的制备方法操作简单、清洁环保、适用于复杂形状及有盲孔的金属材料，易于工业化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的特殊结构钴基合金膜层的表面形貌图；
图2为本发明实施例2制备的特殊结构钴基合金膜层的表面形貌图；
图3为本发明实施例3制备的特殊结构钴基合金膜层的表面形貌图；
图4为本发明实施例4制备的特殊结构钴基合金膜层的表面形貌图；
图5为本发明实施例5制备的特殊结构钴基合金膜层的表面形貌图；
图6为本发明实施例6制备的特殊结构钴基合金膜层的表面形貌图；
图7为本发明对比例1制备的膜层的表面形貌图；
图8为本发明对比例2制备的膜层的表面形貌图；
图9为本发明对比例3制备的膜层的表面形貌图；
图10为本发明对比例4制备的膜层的表面形貌图；
图11为本发明对比例5制备的膜层的表面形貌图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法：
(1)酸性复合镀液的制备：将硫酸钴、钨酸钠、络合剂(柠檬酸氢二铵)、氧化铝颗粒(粒径1μm)依次加入溶剂水中混合，溶解，搅拌均匀，得到酸性复合镀液。
其中各组分的浓度分别为：硫酸钴0.1mol/L，钨酸钠0.1mol/L，络合剂(柠檬酸氢二铵)0.2mol/L，氧化铝颗粒20g/L。酸性复合镀液的温度为60℃恒定温度，pH值为5.0。
(2)将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积(复合电沉积在空气搅拌的条件下进行，采用恒电流密度，电流密度为20mA/cm2，电沉积时间为60min，电沉积的温度为60℃)，电沉积结束后取出、水洗、冷风吹干；然后浸入含有NaOH溶液(浓度为5mol/L)的恒温(80℃)反应器中，空气搅拌下腐蚀60min脱去氧化铝颗粒，取出、水洗、冷风吹干，得到特殊结构钴基合金膜层(具有复合膜层的基底材料)。
将制备得到的特殊结构钴基合金膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图1所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得特殊结构钴基合金膜层的厚度为13μm，摩擦系数为0.54，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为532mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了40mV。
实施例2
一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法：
(1)酸性复合镀液的制备：将硫酸钴、钨酸钠、络合剂(柠檬酸氢二铵)、氧化铝颗粒(粒径1μm)依次加入溶剂水中混合，溶解，搅拌均匀，得到酸性复合镀液。
其中各组分的浓度分别为：硫酸钴0.1mol/L，钨酸钠0.1mol/L，络合剂(柠檬酸氢二铵)0.2mol/L，氧化铝颗粒10g/L。酸性复合镀液的温度为60℃恒定温度，pH值为5.0。
(2)将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积(复合电沉积在空气搅拌的条件下进行，采用恒电流密度，电流密度为20mA/cm2，电沉积时间为60min，电沉积的温度为60℃)，电沉积结束后取出、水洗、冷风吹干；然后浸入含有NaOH溶液(浓度为5mol/L)的恒温(80℃)反应器中，空气搅拌下腐蚀60min脱去氧化铝颗粒，取出、水洗、冷风吹干，得到特殊结构钴基合金膜层(具有复合膜层的基底材料)。
将制备得到的特殊结构钴基合金膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图2所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得特殊结构钴基合金膜层的厚度为11μm，摩擦系数为0.53，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为567mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了5mV。
实施例3
一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法：
(1)酸性复合镀液的制备：将硫酸钴、钨酸钠、络合剂(柠檬酸氢二铵)、氧化铝颗粒(粒径1μm)依次加入溶剂水中混合，溶解，搅拌均匀，得到酸性复合镀液。
其中各组分的浓度分别为：硫酸钴0.1mol/L，钨酸钠0.1mol/L，络合剂(柠檬酸氢二铵)0.2mol/L，氧化铝颗粒30g/L。酸性复合镀液的温度为60℃恒定温度，pH值为5.0。
(2)将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积(复合电沉积在空气搅拌的条件下进行，采用恒电流密度，电流密度为20mA/cm2，电沉积时间为60min，电沉积的温度为60℃)，电沉积结束后取出、水洗、冷风吹干；然后浸入含有NaOH溶液(浓度为5mol/L)的恒温(80℃)反应器中，空气搅拌下腐蚀60min脱去氧化铝颗粒，取出、水洗、冷风吹干，得到特殊结构钴基合金膜层(具有复合膜层的基底材料)。
将制备得到的特殊结构钴基合金膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图3所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得特殊结构钴基合金膜层的厚度为10μm，摩擦系数为0.68，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为543mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了29mV。
实施例4
一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法：
(1)酸性复合镀液的制备：将硫酸钴、钨酸钠、络合剂(柠檬酸氢二铵)、氧化铝颗粒(粒径80nm)依次加入溶剂水中混合，溶解，搅拌均匀，得到酸性复合镀液。
其中各组分的浓度分别为：硫酸钴0.1mol/L，钨酸钠0.1mol/L，络合剂(柠檬酸氢二铵)0.2mol/L，氧化铝颗粒10g/L。酸性复合镀液的温度为60℃恒定温度，pH值为5.0。
(2)将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积(复合电沉积在空气搅拌的条件下进行，采用恒电流密度，电流密度为20mA/cm2，电沉积时间为60min，电沉积的温度为60℃)，电沉积结束后取出、水洗、冷风吹干；然后浸入含有NaOH溶液(浓度为5mol/L)的恒温(80℃)反应器中，空气搅拌下腐蚀60min脱去氧化铝颗粒，取出、水洗、冷风吹干，得到特殊结构钴基合金膜层(具有复合膜层的基底材料)。
将制备得到的特殊结构钴基合金膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图4所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得特殊结构钴基合金膜层的厚度为12μm，摩擦系数为0.69，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为561mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了11mV。
实施例5
一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法：
(1)酸性复合镀液的制备：将硫酸钴、钨酸钠、络合剂(柠檬酸氢二铵)、氧化铝颗粒(粒径5μm)依次加入溶剂水中混合，溶解，搅拌均匀，得到酸性复合镀液。
其中各组分的浓度分别为：硫酸钴0.1mol/L，钨酸钠0.1mol/L，络合剂(柠檬酸氢二铵)0.2mol/L，氧化铝颗粒20g/L。酸性复合镀液的温度为60℃恒定温度，pH值为5.0。
(2)将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积(复合电沉积在空气搅拌的条件下进行，采用恒电流密度，电流密度为20mA/cm2，电沉积时间为60min，电沉积的温度为60℃)，电沉积结束后取出、水洗、冷风吹干；然后浸入含有NaOH溶液(浓度为5mol/L)的恒温(80℃)反应器中，空气搅拌下腐蚀60min脱去氧化铝颗粒，取出、水洗、冷风吹干，得到特殊结构钴基合金膜层(具有复合膜层的基底材料)。
将制备得到的特殊结构钴基合金膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图5所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得特殊结构钴基合金膜层的厚度为12μm，摩擦系数为0.78，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为559mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了13mV。
实施例6
一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法：
(1)酸性复合镀液的制备：将硫酸钴、钨酸钠、络合剂(柠檬酸氢二铵)、氧化铝颗粒(粒径5μm)依次加入溶剂水中混合，溶解，搅拌均匀，得到酸性复合镀液。
其中各组分的浓度分别为：硫酸钴0.1mol/L，钨酸钠0.1mol/L，络合剂(柠檬酸氢二铵)0.2mol/L，氧化铝颗粒30g/L。酸性复合镀液的温度为60℃恒定温度，pH值为5.0。
(2)将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积(复合电沉积在空气搅拌的条件下进行，采用恒电流密度，电流密度为20mA/cm2，电沉积时间为60min，电沉积的温度为60℃)，电沉积结束后取出、水洗、冷风吹干；然后浸入含有NaOH溶液(浓度为5mol/L)的恒温(80℃)反应器中，空气搅拌下腐蚀60min脱去氧化铝颗粒，取出、水洗、冷风吹干，得到特殊结构钴基合金膜层(具有复合膜层的基底材料)。
将制备得到的特殊结构钴基合金膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图6所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得特殊结构钴基合金膜层的厚度为11μm，摩擦系数为0.80，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为562mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了10mV。
对比例1
同实施例1，区别在于，复合电沉积后未浸入NaOH溶液中进行腐蚀。
将制备得到的膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图7所示，由图中可以看出，所得膜层表面平整，可见复合氧化铝颗粒。经检测，所得膜层的厚度为13μm，摩擦系数为0.58，其析氢过电位为568mV。
对比例2
同实施例1，区别在于，步骤(1)中的酸性复合镀液中不含有氧化铝颗粒，复合电沉积后未浸入NaOH溶液中进行腐蚀。
将所得膜层(Co-W镀层)置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图8所示，由图中可以看出，所得膜层表面平整，连续致密，无须状形貌。经检测，所得膜层的厚度为8μm，摩擦系数为0.63，其析氢过电位为572mV。
对比例3
同实施例1，区别在于，氧化铝颗粒的粒径为30nm。
将所得膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图9所示，由图中可以看出，所得膜层表面平整、连续均匀、特殊结构不明显。经检测，所得膜层的厚度为11μm，摩擦系数为0.71，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为560mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了12mV。
对比例4
同实施例1，区别在于，复合电沉积的电流密度为100mA/cm2。
将所得复合膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图10所示，由图中可以看出，所得复合膜层表面平整、特殊结构均匀。经检测，所得复合膜层的厚度为10μm，摩擦系数为0.59，在100mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为550mV，与Co-W镀层的572mV相比减小了22mV。
对比例5
同实施例1，区别在于，硫酸钴的浓度为0.15mol/L。
将所得膜层置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图11所示，由图中可以看出，所得膜层表面平整、连续均匀、特殊结构不明显。经检测，所得膜层的厚度为5μm，摩擦系数为0.78，在10mA/cm2的电流密度下腐蚀，其析氢过电位为575mV，与Co-W镀层的572mV相比增加了3mV。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属基底材料浸入酸性复合镀液中进行复合电沉积，然后再浸入碱性溶液中浸泡腐蚀，得到所述钴基合金膜层；
所述酸性复合镀液的制备包括：将钴盐、钨盐和Al2O3颗粒加入溶剂中混合后调节pH值至酸性得到所述酸性复合镀液。
2.根据权利要求1所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述酸性复合镀液中钴盐的浓度为0.05～0.1mol/L，钨盐的浓度为0.05～0.1mol/L，Al2O3颗粒的浓度为10～30g/L；所述酸性复合镀液的pH值为4.5～6.0。
3.根据权利要求1所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述钴盐为硫酸钴；所述钨盐为钨酸钠。
4.根据权利要求1所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述酸性复合镀液中还含有络合剂。
5.根据权利要求4所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述络合剂在酸性复合镀液中的浓度为0.2～0.4mol/L；所述络合剂为柠檬酸氢二铵。
6.根据权利要求1所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述复合电沉积的条件为：恒电流密度，电流密度为10～50mA/cm2，电沉积时间为30～60min，电沉积温度为40～70℃。
7.根据权利要求1所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液包括NaOH溶液；所述NaOH溶液的浓度为5～7mol/L。
8.根据权利要求1所述的钴基合金膜层的制备方法，其特征在于，所述浸泡腐蚀的温度为60～80℃。
9.一种权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的钴基合金膜层。
10.一种权利要求9所述的钴基合金膜层在制备电极材料中的应用。
CN202210791961.3A 2022-07-07 2022-07-07 一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品 Active CN115074792B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210791961.3A CN115074792B (zh) 2022-07-07 2022-07-07 一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210791961.3A CN115074792B (zh) 2022-07-07 2022-07-07 一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115074792A true CN115074792A (zh) 2022-09-20
CN115074792B CN115074792B (zh) 2024-01-16

Family

ID=83257616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210791961.3A Active CN115074792B (zh) 2022-07-07 2022-07-07 一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115074792B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102605386A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 华侨大学 碱性介质析氧用Ni/NiCo2O4多孔复合电极的制备方法
CN102899681A (zh) * 2012-10-26 2013-01-30 华侨大学 多孔镍复合电极、电镀液及该多孔镍复合电极的制备方法
CN105483744A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 苏州大学 一种多孔析氢催化剂及其制备方法及含有所述析氢催化剂的电极
CN106676588A (zh) * 2015-11-11 2017-05-17 天津瑞赛可新材料科技有限公司 一种镍钨镀层的制备方法
CN111020675A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 佛山科学技术学院 二氧化钛纳米管掺杂的钴钨合金电沉积镀层的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102605386A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 华侨大学 碱性介质析氧用Ni/NiCo2O4多孔复合电极的制备方法
CN102899681A (zh) * 2012-10-26 2013-01-30 华侨大学 多孔镍复合电极、电镀液及该多孔镍复合电极的制备方法
CN106676588A (zh) * 2015-11-11 2017-05-17 天津瑞赛可新材料科技有限公司 一种镍钨镀层的制备方法
CN105483744A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 苏州大学 一种多孔析氢催化剂及其制备方法及含有所述析氢催化剂的电极
CN111020675A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 佛山科学技术学院 二氧化钛纳米管掺杂的钴钨合金电沉积镀层的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115074792B (zh) 2024-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Preparation of Cu (OH) 2/Cu2S arrays for enhanced hydrogen evolution reaction
CN105032460A (zh) 基于氮化物纳米粒子的低铂催化剂及其制备方法
CN114921820B (zh) 钴-镍基复合材料及其制备方法、基于钴-镍基复合材料的析氢电极及家电设备
CN114836780B (zh) 一种水解制氢用六元高熵泡沫及其制备方法
CN114335572A (zh) 一种用于燃料电池的金属氧化物复合碳载铂基催化剂及其制备方法
CN111809196A (zh) 一种中空泡沫自体催化电极及其制备方法
CN110718696A (zh) 一种石墨烯负载铂基合金纳米粒子的催化剂及其制备方法
CN108187693B (zh) 一锅无模板溶剂热法合成PtCu空心纳米笼材料的方法
CN116463667B (zh) 镧铜掺杂镍钼/磷化镍自支撑电极及其制备方法和应用
WO2022266978A1 (zh) 一种利用离子液体电沉积制备 Ni-Mo-P 纳米合金薄膜电极的方法
CN110373689B (zh) 一种电化学法制备Ni-Fe-P-MnFeO3电催化剂的方法
CN110129814B (zh) 一种碳化二钨反蛋白石复合微纳结构的电催化电极及其制备和析氢应用
CN110453256B (zh) 一种多面体钴铱纳米颗粒析氢电催化剂及其镀液和制备方法
CN116575055A (zh) 泡沫镍负载掺杂CeO2的镍磷复合制氢电极及其制备与应用
CN115074792B (zh) 一种特殊结构钴基合金膜层的制备方法及产品
CN118547322A (zh) 一种高效NiMoMn合金析氢电极及其制备方法
CN114717599B (zh) 一种钌负载的镍金属三维碳球电催化剂及其制备方法和应用
Yoon et al. ZnO‐templated Ni‐based bifunctional catalyst for efficient anion exchange membrane water electrolysis
CN115323392A (zh) 高效Co/NiCoP/CC异质纳米颗粒析氢反应电催化剂的制备
CN115445615A (zh) 一种纳米金属核-壳结构的制备方法
CN116377473B (zh) 一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用
Yaldagard et al. Oxygen reduction reaction activity improvement in Cu/PtPd nanocatalyst based on core-shell structured through electrochemical synthesis on porous gas diffusion electrodes in polymer electrolyte membrane fuel cells
CN121065743A (zh) 一种基于Cr3C2-RuCu双功能催化剂的高性能膜电极及其制备方法与应用
CN117680173A (zh) 一种微量Ru修饰的磷基泡沫镍型材料及其制备方法和应用
CN120556065A (zh) 一种铜基合金自支撑电极及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant