[发明专利]一种在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍制备高析氢活性电极的方法

摘要

一种在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍制备高析氢活性电极的方法，本发明涉及一种通过在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍来提高碳钢析氢活性的方法。本发明是要解决目前在氢氧化钠溶液中电解制氢常用的碳钢阴极析氢活性较低的问题。一种在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍制备高析氢活性电极的方法(1) 碳纳米管胶体液的配制；(2) 碳钢前处理；(3) 碳钢表面电泳碳纳米管胶团；(4) 化学镀镍，在碳钢表面得到析氢活性更高的碳纳米管/Ni‑P合金复合涂层。一种碳钢/碳纳米管电泳层/Ni‑P合金复合材料具有良好的析氢活性和稳定性，可以解决在氢氧化钠溶液中电解制氢采用碳钢阴极带来的高能耗问题。

主权项

一种在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍制备高析氢活性电极的方法，其特征在于一种在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍制备高析氢活性电极的方法按以下步骤进行：(1) 碳纳米管胶体液的配制：a. 称取1.0~2.5 g的十六烷基三甲基氯化铵，加入到1000 mL乙醇+异丙醇混合溶液中，在室温下搅拌20 min之后，加入1.0~3.0 g的碳纳米管；b. 在45℃下搅拌0.5 h之后采用超声波细胞粉碎机处理1.5 h；c. 重复步骤b 10~30次，完成碳纳米管胶体液的配制；(2) 碳钢前处理：d. 将碳钢浸入除蜡水中超声处理2~5分钟，再经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗，除去表面油污；e. 将经过除油的碳钢浸入温度为45~50℃、体积百分浓度为10~15%的盐酸溶液中浸蚀1~3分钟，再经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗后，完成碳钢的前处理；(3) 碳钢表面电泳碳纳米管胶团：f. 将经过步骤(2)处理之后的碳钢浸入步骤(1)配制的碳纳米管胶体液中作为阴极，钛网作为阳极，在电解池两端施加60~75 V的电压进行电泳4~10 min，取出后采用异丙醇冲洗10~60 s，自然晾干后浸入PVDF的NMP溶液中10~60 s，取出后采用异丙醇冲洗60~180 s，然后在60~70 ℃的条件下烘干1~12 h后完成碳钢表面电泳碳纳米管；(4) 化学镀镍：g. 将步骤(3)制备的碳钢/碳纳米管电泳层复合材料浸入体积百分浓度为10~15%的盐酸溶液中浸蚀1~3分钟，再经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗后浸入温度为85~95 ℃的低磷化学镀镍液中施镀10~30 min，之后经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗，然后冷风吹干完成在碳钢表面电泳碳纳米管后化学镀镍。