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为提高Ni-Fe合金电极的析氢催化性能、改善Ni-Mo合金电极的电解稳定性,采用电沉积的方法制备Ni-Fe/TiO2复合电极、Ni-Fe多孔电极、Ni-Fe/TiO2多孔复合电极和Ni-Mo-C合金电极。采用扫描电镜、能谱仪、激光共聚焦显微镜、涂层附着力自动划痕仪对镍基电极的表面形貌、成分、表面粗糙度、镀层与基体结合力进行分析,采用阴极极化曲线、电化学阻抗谱、循环伏安、计时电流、Tafel曲线、旋转圆盘电极对镍基电极的析氢性能、电沉积及析氢机理进行研究。结果表明:Ni-Fe/TiO2复合电极、Ni-Fe多孔电极、Ni-Fe/TiO2多孔复合电极的析氢催化性能均高于Ni-Fe合金电极,析氢性能由强到弱排序为:Ni-Fe/TiO2多孔复合电极、Ni-Fe多孔电极、Ni-Fe/TiO2复合电极、Ni-Fe合金电极。Ni-Fe/TiO2复合电极具有最低的析氢过电位(337 mV),25℃、1 mol/L NaOH溶液中,Tafel斜率为140 mV·dec-1,电化学吸附步骤为析氢反应速率决定步骤,反应的交换电流密度为33 mA/cm2,表观活化能为27.43 KJ·mol-1。导致Ni-Fe/TiO2多孔复合电极析氢性能得到大幅度提升的原因是:孔状结构和复合粒子的存在使电极的比表面积得到有效增大;孔结构还具有良好的疏气性,有利于中间氢的脱吸附,为析氢反应稳定、持续地进行提供了条件;TiO2纳米微粒中的Ti元素可与H原子形成Ti-H氢键,增强合金对中间氢的吸附能力,有利于析氢反应的发生。随着镀层中TiO2微粒的增大,镀层与基体的结合力增大,划痕断口由延性断口转变为脆性断口。Ni-Mo-C合金电极表面主要由细小的晶粒团簇而成的“菜花状”大晶粒构成,电极的析氢性能不仅取决于电极中Mo元素的含量,还与电极的比表面积有关。Ni-Mo-C合金电极的电解稳定性明显优于Ni-Mo合金电极,析氢催化性能也得到提升,C元素可通过抑制Hads的吸附,增强电极对Hads的脱附能力,进而提高合金的析氢性能。随阴极电极电位升高,反应机理依次变化为:Volmer机理→Volmer-Heyrovsky机理→Volmer-Tafel机理。图60幅;表11个;参75篇。