[发明专利]多孔镍复合电极、电镀液及该多孔镍复合电极的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种多孔镍复合电极，用于制备该多孔镍复合电极的电镀液，以及该多孔镍复合电极的制备方法。

【背景技术】

水电解是制备高纯氢气的重要技术之一，只要提供一定形式一定量的电能，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75％～85％，其工艺过程简单、无污染，但消耗电量大，使得其应用受到一定的限制。为了降低制氢成本，就得寻找更加有效的析氢电极材料来降低析氢过电位，以降低单位电能消耗。镍因其特殊的未成对d电子层结构，具有适中的吸附氢键能，因此其电催化析氢性能较好，而且价格较低、资源丰富。正因为如此，镍及镍钼等合金是常用的析氢电催化材料，工业上制成雷尼镍或网状镍合金是常用的析氢电极，这类电极电催化活性较高、孔隙率高、比表面积大，析氢反应速度快。但是，在电解过程中，由于间隙电解或停断电(不连续电解)，特别是停止电解两周以上，电极由于空气氧化和腐蚀，镍及其合金电极电催化活性很快衰减，电极稳定性不好。总之，现有的电极抗断电、短路能力差，在不电解状态下，电极易被氧化和腐蚀。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种多孔镍复合电极，具有较高的比表面积、较低的析氢过电位以及较高的抗断电稳定性。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的：一种多孔镍复合电极，含有基体镍板，以及附着于所述基体镍板上的LaNi₅颗粒，所述LaNi₅颗粒的平均粒径为20μm。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种用于制备所述的多孔镍复合电极电镀液，所制的多孔镍复合具有优异的析氢电催化和稳定性能。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的：一种用于制备所述的多孔镍复合电极电镀液，包含NiSO₄·6H₂O 300g·L^-1、NiCl₂·6H₂O 50g·L^-1、H₃BO₃ 40g·L^-1、铝粉30g·L^-1、LaNi₅颗粒25g·L^-1，且所述电镀液的pH为4.0～5.0；所述铝粉的平均粒径为10μm，所述LaNi₅颗粒平均粒径为20μm。

进一步地，所述电镀液的温度为45℃。

进一步地，所述电镀液的电流密度40～70mA·cm^-2。

进一步地，所述电镀液的阴极为包覆有10μm镍镀层的1.7cm×1.7cm×0.3cm的黄铜片，阳极为6cm×9cm×0.5cm的纯镍板。

本发明所要解决的技术问题之三在于提供一种所述的多孔镍复合电极的制备方法，在镍基体上经过外延生长形成镍复合镀层，没有界面存在，镀层与基体结合力优良，制得的多孔镍复合电极既具有较大的比表面积、较低的析氢过电位，因此，具有优异的析氢电催化和稳定性能。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之三的：一种所述的多孔镍复合电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)固体微粒预处理：将平均粒径为10μm的铝粉、平均粒径为20μm的LaNi₅颗粒分别于pH值为8.0的弱碱中除油、过滤，接着用大量的蒸馏水冲洗，再用表面活性剂处理、过滤、蒸馏水冲洗、烘干；

(2)按下述配方配制电镀液：NiSO₄·6H₂O 300g·L^-1、NiCl₂·6H₂O 50g·L^-1、H₃BO₃ 40g·L^-1、铝粉30g·L^-1、LaNi₅颗粒25g·L^-1，该镀液pH为4.0～5.0，蒸馏水配制；

(3)电镀：用包覆有10μm镍镀层的1.7cm×1.7cm×0.3cm的黄铜片为阴极，6cm×9cm×0.5cm的纯镍板为阳极，将阴极和阳极平行置于镀液中，于电流密度40～70mA·cm^-2、温度45℃下电镀20min，得到Ni/(Al+LaNi₅)前体；