Электрохимический синтез композиционных покрытий Ni/TiO₂ из низкотемпературного эвтектического растворителя и электрокаталитические свойства осадков

Проценко В.С., Бутырина Т.Е., Богданов Д.А., Корний С.А., Данилов Ф.И.

Abstract

УДК 621.357

Исследованы кинетические закономерности электроосаждения композиционного покрытия Ni/TiO₂ из электролита на основе низкотемпературного эвтектического растворителя (НЭР), содержащего хлорид холина, этиленгликоль, добавку воды и хлорид никеля. В качестве дисперсной фазы в электролите использован нанопорошок Degussa P 25 (1–10 г/дм³). Из электролита предложенного состава возможно осаждение композиционных покрытий с содержанием диоксида титана до ~ 10 мас.%. Показано, что электролитическое осаждение композита удовлетворительно описывается кинетической моделью, разработанной Гульельми. Определены основные количественные параметры соосаждения частиц TiO₂ в никелевую матрицу согласно данной модели. Показано, что соосаждение диоксида титана приводит к торможению электродной реакции разряда ионов никеля. Охарактеризованы электрокаталитические свойства полученных композиционных осадков Ni/TiO₂ в реакции катодного выделения водорода из водного щелочного раствора. Обнаружено существенное возрастание электрокаталитической активности при включении частиц диоксида титана в электроосажденную никелевую матрицу.

Ключевые слова: электроосаждение, никель, диоксид титана, композиционное покрытие, низкотемпературный эвтектический растворитель, электрокатализ, реакция выделения водорода.

Kinetics of electrodeposition of composite Ni/TiO₂ coatings was studied using the electrolyte based on a deep eutectic solvent (DES) containing choline chloride, ethylene glycol, water additive, and nickel chloride. Degussa P 25 nanopowder was used as a dispersed phase in the electrolyte (1–10 g/dm³). The developed electrolyte allows depositing composite coatings with the content of titanium dioxide reaching ~ 10 wt.%. The electrolytic deposition of the composite was shown to obey Guglielmi's kinetic model. The main parameters of co-deposition of TiO₂ particles into a nickel matrix were determined in the framework of this kinetic model. The co-deposition of titanium dioxide was found to inhibit the reaction of the nickel ions discharge. Electrocatalytic properties of the prepared composite Ni/TiO₂ coatings were evaluated with respect to the hydrogen evolution reaction in an aqueous alkaline solution. A noticeable improvement in the electrocatalytic activity was observed when titanium dioxide particles were introduced into an electrodeposited nickel matrix.

Keywords: electrodeposition, nickel, titanium dioxide, composite coating, deep eutectic solvent, electrocatalysis, hydrogen evolution reaction.

Download full-text PDF. 387 downloads

Menu

Vol. 57 (2021), Issue 6, p. 1-13

Электрохимический синтез композиционных покрытий Ni/TiO2 из низкотемпературного эвтектического растворителя и электрокаталитические свойства осадков

Abstract

Электрохимический синтез композиционных покрытий Ni/TiO₂ из низкотемпературного эвтектического растворителя и электрокаталитические свойства осадков