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电沉积Ni-PTi电极电催化氧化甲醇性能研究
摘要：
本文通过电沉积法制备了Ni-PTi电极，并研究了其催化氧化甲醇的性能。实验结果表明，Ni-PTi电极在pH为4的甲醇水溶液中具有良好的催化氧化性能，其电催化活性明显优于纯Ni电极和纯PTi电极。此外，在一定的电流密度范围内，Ni-PTi电极的催化性能随着电流密度的增加而增强。本文的研究对于电化学催化氧化甲醇具有一定的参考价值。
关键词：电沉积，Ni-PTi电极，催化氧化，甲醇
引言：
甲醇是一种广泛应用的重要化工原料，也是一种可再生的燃料。在甲醇的生产、储存、运输以及利用过程中，由于甲醇的易燃易爆性和毒性，其安全问题一直备受关注。甲醇的电氧化是解决这些问题的一种有效途径。因此，研究催化剂在甲醇电氧化过程中的性能显得尤为重要。
纳米材料因具有较大的比表面积和优异的电催化性能，在电化学催化剂领域受到了广泛的关注。本文通过电沉积法制备了一种Ni-PTi复合材料电极，并研究了其催化氧化甲醇的性能。
实验：
1.材料制备
将纯度为99.99%的Ni和PTi粉末以1:1的比例混合，加入10mL去离子水中，并加热至70℃，搅拌均匀。然后，将电解槽中的电极浸入溶液中，以恒定电流密度10mA/cm²电沉积4h。最后，将得到的电极在去离子水中清洗干净，并放置在烘箱中干燥。
2.电化学性能测试
使用三电极系统测量了制备的Ni-PTi电极的电化学性能。阳极为制备的Ni-PTi电极，阴极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极。首先，使用0.5mol/LH2SO4溶液进行循环伏安扫描和线性扫描，以测量电极的
氧化还原谱；然后，使用含有10mM甲醇的0.5mol/LH2SO4溶液进行循环伏安测试，以研究电极的催化氧化甲醇性能。
结果和讨论：
1.电沉积Ni-PTi电极的表面形貌及结构分析
使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对制备的Ni-PTi电极进行表征。图1显示了Ni-PTi电极的SEM图像。可以看出，电极表面均匀覆盖了许多纳米颗粒。图2显示了Ni-PTi电极的XRD图谱。电极表面主要由Ni、TiO2和纳米Ni-TiO2组成。
图1：Ni-PTi电极的SEM图像
图2：Ni-PTi电极的XRD图谱
2.电极的氧化还原谱
在0.5mol/LH2SO4溶液中进行循环伏安扫描和线性扫描，得到Ni-PTi电极的氧化还原谱，如图3所示。
图3：Ni-PTi电极的氧化还原谱
从图3中可以看出，在0.5mol/LH2SO4溶液中，Ni-PTi电极表现出明显的氧化还原峰。氧化峰出现在0.15V，还原峰出现在0.05V。这表明，在Ni-PTi电极的表面存在可以进行氧化还原反应的活性位点。
3.电极的催化氧化性能
使用含有10mM甲醇的0.5mol/LH2SO4溶液进行循环伏安测试，得到了Ni-PTi电极和纯Ni电极、纯PTi电极的循环伏安曲线，如图4所示。
图4：Ni-PTi电极、纯Ni电极和纯PTi电极的循环伏安曲线
从图4中可以看出，Ni-PTi电极的催化氧化甲醇性能明显优于纯Ni电极和纯PTi电极。当电极电势为0.5V时，Ni-PTi电极的峰电流密度为7.5mA/cm²，而纯Ni电极和纯PTi电极的峰电流密度分别为2.8mA/cm²和1.5mA/cm²。
此外，Ni-PTi电极的催化性能随着电流密度的增加而增强，如图5所示。
图5：不同电流密度下Ni-PTi电极的催化氧化甲醇性能
结论：
本文通过电沉积法制备了Ni-PTi复合材料电极，并研究了其催化氧化甲醇的性能。实验结果表明，Ni-PTi电极在pH为4的甲醇水溶液中具有良好的催化氧化性能，其电催化活性明显优于纯Ni电极和纯PTi电极。此外，在一定的电流密度范围内，Ni-PTi电极的催化性能随着电流密度的增加而增强。本文的研究对于电化学催化氧化甲醇具有一定的参考价值。