NiF2 dùng trong điện hóa và mạ điện

Ứng dụng của NiF2 dùng trong điện hóa và mạ điện

NiF2 dùng trong điện hóa và mạ điện đang ngày càng được quan tâm nhờ vào tính chất hóa học đặc biệt, giúp cải thiện hiệu suất điện cực, tăng độ bền lớp mạ và mở rộng ứng dụng trong công nghệ xử lý bề mặt kim loại.

1. Chất xúc tác trong điện phân nước

Ứng dụng: NiF₂ được sử dụng trong điện cực anot của hệ thống điện phân nước. Nó giúp cải thiện tốc độ phản ứng giải phóng oxy (Oxygen Evolution Reaction – OER). Quá trình điện phân nước đóng vai trò quan trọng trong sản xuất hydro sạch. NiF₂ làm tăng hiệu suất của điện cực, giảm tổn thất năng lượng.

Cơ chế hoạt động: NiF₂ phân hủy theo phản ứng: NiF2​→NiOOH+2e−→NiO2​+2H++2e−

Ion F⁻ trong NiF₂ giúp ổn định pha NiOOH trung gian. Điều này làm giảm suy giảm hoạt tính điện hóa của điện cực. Quá trình trên giúp tăng tốc độ chuyển đổi từ H₂O thành O₂ và H₂.

2. Mạ điện hợp kim Ni-F

Ứng dụng: NiF₂ được pha vào dung dịch mạ điện Ni để tạo lớp phủ hợp kim Ni-F. Lớp phủ này có độ cứng và khả năng chống ăn mòn cao hơn Ni thông thường. Nó được ứng dụng trong công nghiệp hàng không. Ô tô và chế tạo thiết bị chịu mài mòn.

Cơ chế hoạt động: NiF₂ phân ly thành Ni²⁺ và F⁻ trong dung dịch mạ. Khi có dòng điện, Ni²⁺ bị khử thành Ni kim loại trên bề mặt catot. Ion F⁻ xen kẽ vào mạng tinh thể Ni, làm thay đổi tính chất cơ học của lớp phủ. Điều này giúp tăng độ cứng và hạn chế sự khuếch tán oxy, giảm tốc độ ăn mòn.

3. Mạ điện composite Ni-F/Nano-carbon

Ứng dụng: NiF₂ kết hợp với nano-carbon để tạo lớp phủ composite có tính dẫn điện cao. Lớp phủ này ứng dụng trong sản xuất điện cực pin, siêu tụ điện và cảm biến điện hóa.

Cơ chế hoạt động: Trong quá trình mạ, Ni²⁺ bị khử thành Ni kim loại, đồng thời hạt nano-carbon phân tán trong dung dịch. Kết tủa đồng thời tạo lớp composite Ni-carbon với ion F⁻ cải thiện khả năng bám dính. F⁻ cũng giúp giảm điện trở tiếp xúc giữa các hạt nano-carbon, tăng hiệu suất dẫn điện.

4. Điện cực trong pin nhiên liệu kiềm

Ứng dụng: NiF₂ được sử dụng làm chất xúc tác cho điện cực trong pin nhiên liệu kiềm. Nó giúp tăng tốc độ phản ứng khử oxy, cải thiện hiệu suất của pin.

Cơ chế hoạt động: NiF₂ thúc đẩy phản ứng khử oxy:O2​+4e−+2H2​O→4OH−

Ion F⁻ kiểm soát cấu trúc bề mặt điện cực, ngăn cản suy giảm hoạt tính xúc tác. Quá trình này giúp kéo dài tuổi thọ pin và tăng công suất đầu ra.

5. Lớp bảo vệ chống ăn mòn điện hóa

Ứng dụng: NiF₂ được tích hợp vào lớp phủ chống ăn mòn trên bề mặt kim loại. Lớp phủ này bảo vệ thiết bị trong môi trường khắc nghiệt như nước biển và nhà máy hóa chất.

Cơ chế hoạt động: Ion F⁻ từ NiF₂ hình thành lớp bảo vệ NiF₂ bền vững trên bề mặt kim loại. Lớp này cản trở sự tấn công của ion Cl⁻ và SO₄²⁻. Điều này giúp giảm tốc độ oxy hóa và bảo vệ bề mặt kim loại khỏi ăn mòn.

6. Điện cực trong siêu tụ điện

Ứng dụng: NiF₂ được sử dụng để tổng hợp vật liệu điện cực cho siêu tụ điện lai. Nó giúp tăng dung lượng lưu trữ điện tích và cải thiện hiệu suất xả-nạp nhanh.

Cơ chế hoạt động: NiF₂ tham gia phản ứng oxy hóa-khử thuận nghịch: NiF2​+2e−↔Ni+2F−

Quá trình này giúp lưu trữ năng lượng thông qua chuyển hóa pha. Ion F⁻ giúp ổn định cấu trúc điện cực, hạn chế suy giảm hiệu suất theo chu kỳ.

7. Hệ xúc tác mạ điện giảm tiêu hao năng lượng

Ứng dụng: NiF₂ được thêm vào dung dịch mạ để giảm điện thế cần thiết trong quá trình mạ điện Ni. Điều này giúp tiết kiệm điện năng và giảm chi phí sản xuất.

Cơ chế hoạt động: Ion F⁻ làm giảm thế hoạt hóa của quá trình khử Ni²⁺ → Ni. Nhờ đó, dòng điện cần thiết để mạ điện Ni giảm đáng kể. Quá trình này giúp duy trì hiệu suất mạ cao mà không ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ.

8. Ứng dụng trong điện phân tái chế kim loại

Ứng dụng: NiF₂ được sử dụng trong hệ thống điện phân tái chế Ni từ hợp kim phế liệu. Công nghệ này giúp thu hồi Ni tinh khiết với hiệu suất cao.

Cơ chế hoạt động:NiF₂ tạo ra ion F⁻ giúp phá vỡ các pha liên kim loại trong phế liệu. Điều này làm tăng hiệu suất hòa tan Ni²⁺ vào dung dịch. Sau đó, Ni²⁺ được điện phân để thu hồi Ni kim loại với độ tinh khiết cao.

Tỷ lệ sử dụng NiF2 dùng trong điện hóa và mạ điện

1. Chất xúc tác trong điện phân nước: 2 – 10 wt% NiF₂ so với tổng khối lượng xúc tác. NiF₂ được bổ sung với lượng nhỏ để tăng tốc độ phản ứng OER nhưng không làm mất tính ổn định của điện cực.

2. Mạ điện hợp kim Ni-F: 1 – 5 g/L NiF₂ trong dung dịch mạ Ni. Nồng độ cao hơn có thể gây kết tủa F⁻, làm giảm hiệu suất mạ và ảnh hưởng đến cấu trúc lớp phủ.

3. Mạ điện composite Ni-F/Nano-carbon: 1 – 3 g/L NiF₂ và 5 – 15 wt% nano-carbon. Đảm bảo phân tán đều các hạt nano và tối ưu hóa độ dẫn điện của lớp phủ.

4. Điện cực trong pin nhiên liệu kiềm: 5 – 15 wt% NiF₂ trong hỗn hợp xúc tác với carbon và chất liên kết. Cải thiện tốc độ phản ứng khử oxy mà không làm giảm độ dẫn điện của điện cực.

5. Lớp bảo vệ chống ăn mòn điện hóa: 3 – 8 wt% NiF₂ trong dung dịch mạ hoặc dung dịch tạo lớp phủ. Đảm bảo lớp bảo vệ đủ bền mà không ảnh hưởng đến độ bám dính trên bề mặt kim loại.

6. Điện cực trong siêu tụ điện: 10 – 20 wt% NiF₂ trong vật liệu điện cực. Tăng dung lượng lưu trữ mà không làm suy giảm tính dẫn điện.

7. Hệ xúc tác mạ điện giảm tiêu hao năng lượng: 1 – 5 g/L NiF₂ trong dung dịch mạ điện. Giúp giảm thế điện cực mà không ảnh hưởng đến quá trình mạ.

8. Ứng dụng trong điện phân tái chế kim loại: 5 – 12 g/L NiF₂ trong dung dịch điện phân. Hỗ trợ hòa tan hợp kim phế liệu mà không làm giảm hiệu suất tái chế.

Quy trình sử dụng NiF2 dùng trong điện hóa và mạ điện

I. Chuẩn bị dung dịch và vật liệu

1. Lựa chọn nồng độ NiF₂ phù hợp
   • Xác định tỷ lệ sử dụng dựa trên ứng dụng cụ thể (thường từ 1 – 20 g/L).
   • Đảm bảo NiF₂ có độ tinh khiết cao để tránh tạp chất ảnh hưởng đến phản ứng điện hóa.
2. Hòa tan NiF₂ vào dung dịch nền
   • NiF₂ thường được hòa tan trong dung dịch axit nhẹ (H₂SO₄, HNO₃) hoặc dung dịch kiềm (NaOH, KOH) tùy theo hệ điện hóa.
   • Khuấy đều bằng máy khuấy từ hoặc siêu âm để đảm bảo phân tán đồng nhất.
3. Kiểm soát pH và nhiệt độ dung dịch
   • pH tối ưu thường dao động từ 2 – 6 cho hệ axit, 8 – 12 cho hệ kiềm.
   • Nhiệt độ thường duy trì 40 – 60°C để tăng tốc độ hòa tan và ổn định dung dịch.

II. Ứng dụng trong quy trình điện hóa hoặc mạ điện

1. Chuẩn bị điện cực hoặc bề mặt kim loại
   • Đánh bóng cơ học: Sử dụng giấy nhám hoặc hạt mài để làm sạch bề mặt.
   • Làm sạch hóa học: Ngâm điện cực hoặc kim loại vào dung dịch HCl/H₂SO₄ loãng để loại bỏ oxit bề mặt.
   • Rửa siêu âm (nếu cần): Để loại bỏ tạp chất còn sót lại trên bề mặt.
2. Thực hiện quá trình điện hóa hoặc mạ điện
   • Mạ điện hợp kim Ni-F: Đặt kim loại vào bể mạ, duy trì mật độ dòng 2 – 5 A/dm², thời gian từ 15 – 60 phút.
   • Điện phân nước: Sử dụng điện cực NiF₂ trong môi trường KOH 1M, áp dụng thế 1.6 – 2.0V vs RHE để tối ưu phản ứng OER.
   • Siêu tụ điện và pin nhiên liệu: Trộn NiF₂ với vật liệu carbon trước khi nén thành điện cực.
3. Kiểm soát và theo dõi phản ứng
   • Đo độ pH, thế điện cực, dòng điện để đảm bảo phản ứng diễn ra tối ưu.
   • Kiểm tra sự bám dính của lớp phủ, độ cứng, độ dẫn điện trong các ứng dụng mạ điện và siêu tụ.

III. Xử lý sau quá trình điện hóa hoặc mạ điện

1. Rửa sạch điện cực hoặc kim loại
   • Sử dụng nước cất để loại bỏ ion F⁻ còn bám trên bề mặt.
   • Có thể dùng dung dịch ethanol/acetone để làm sạch bề mặt điện cực nano-carbon.
2. Xử lý nhiệt (nếu cần)
   • Một số ứng dụng yêu cầu nung ở 300 – 600°C để cải thiện cấu trúc lớp phủ.
   • Ví dụ: Siêu tụ điện hoặc pin nhiên liệu cần nung điện cực để tăng độ dẫn điện.
3. Kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm
   • Đánh giá bằng kính hiển vi SEM, XPS hoặc XRD để kiểm tra cấu trúc bề mặt và mức độ bám dính.
   • Đo điện trở, hiệu suất điện hóa hoặc độ bền ăn mòn bằng các phương pháp EIS, CV, Tafel plot.

 

 

Mua NiF2 – Nickel(II) fluoride ở đâu?

Hiện tại,  NiF2 – Nickel(II) fluoride  đang có sẵn tại KDCCHEMICAL với số lượng lớn. Sản phẩm NiF2 – Nickel(II) fluoride được bán ra với mức giá tốt nhất trên thị trường.

NiF2 – Nickel(II) fluoride, Trung Quốc.

Quý khách có nhu cầu mua và sử dụng hóa chất NiF2 – Nickel(II) fluoride   của KDCCHEMICAL hãy liên hệ ngay số Hotline 0868.520.018 hoặc truy cập trực tiếp website kdcchemical.vn để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ hệ thống các chuyên viên.

Cung cấp, mua bán hóa chất NiF2 – Nickel(II) fluoride giá tốt, giá rẻ ở Hà Nội, ở Sài Gòn.

Mua NiF2 – Nickel(II) fluoride ở đâu, mua bán NiF2 – Nickel(II) fluoride ở Hà Nội, mua bán NiF2 – Nickel(II) fluoride   giá rẻ, Mua bán NiF2 – Nickel(II) fluoride      

Nhập khẩu NiF2 – Nickel(II) fluoride, cung cấp NiF2 – Nickel(II) fluoride.

Zalo – Viber: 0868.520.018

Web: kdcchemical.vn 

Mail: kdcchemical@gmail.com