一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂及制备方法。将碳布退火处理后浸泡与丙酮溶液中，浸入六水合硝酸镍、柠檬酸及无水乙醇制成的透明溶胶，取出后高温焙烧，得到表层负载氧化镍纳米线的碳布，进一步处理形成纳米氧化镍阵列，最后以硼酸盐溶液为缓冲液，制得用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂。该方法通过在碳布表面直接负载硼酸镍阵列，提高了催化剂与碳布之间的结合力和电子输运能力，同时多孔纳米阵列增加了活性点位与电解质之间的界面接触，提升了催化剂的催化活性和制氢效率，并且原料价格低廉，制备方法简单，催化效率高，适宜于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂及制备方法
本专利技术涉及燃料电池领域，具体涉及催化剂的制备，特别是涉及一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂及制备方法和在制备燃料电池用氢的催化剂中的应用。
技术介绍
能源是经济社会发展的基础，随着世界各国对能源需求的不断加大，煤炭、石油等传统化石能源面临枯竭的危机，资源短缺、环境污染等问题日益突出。寻找清洁、可再生的能源成为人类社会发展的必然。氢能源以其燃烧值高、清洁无污染、可再生等显著优点而引起世界各国关注。目前全球90%以上的氢气都是通过化石燃料制取的，如天然气蒸汽重整制氢等。这些制氢方法没有可持续性，不能从根本上解决能源危机和环境问题。从水中制取氢气的方法因具有可持续性而有很好的开发前景。电解水制氢技术已经得到工业化应用，全球约有4%的氢气来源于电解水。传统的碱性水溶液电解制氢因制氢效率低、电能损耗大而限制了其应用范围。研究人员进行了大量的研究工作来提高制氢效率，研究内容主要包括低过电位电极材料、质子交换膜水电解、高温水蒸气电解以及使用催化剂等。其中催化剂因使用方面，价格低廉，效果好而广受欢迎，传统催化剂需要与碳球复合后负载与碳布上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳布在氮气气氛下退火处理，然后在丙酮溶液中浸泡10~20min；（2）将六水合硝酸镍与柠檬酸加入无水乙醇中，置于水浴中搅拌，制成透明溶胶；其中，六水合硝酸镍20~30重量份、柠檬酸10~15重量份、无水乙醇55~70重量份；（3）将步骤（1）处理后的碳布浸入溶胶中，抽真空至碳布表面不再冒泡，保持一定时间，使胶体进入碳布的孔隙中；（4）将碳布取出，洗净、干燥，高温焙烧，制得表层负载氧化镍纳米线的碳布；（5）将表层负载氧化镍纳米线的碳布在磁场作用下进行退火处理，使氧化镍纳米线在碳布表层形成纳米氧化镍阵列；（6...

【技术特征摘要】
1.一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳布在氮气气氛下退火处理，然后在丙酮溶液中浸泡10~20min；（2）将六水合硝酸镍与柠檬酸加入无水乙醇中，置于水浴中搅拌，制成透明溶胶；其中，六水合硝酸镍20~30重量份、柠檬酸10~15重量份、无水乙醇55~70重量份；（3）将步骤（1）处理后的碳布浸入溶胶中，抽真空至碳布表面不再冒泡，保持一定时间，使胶体进入碳布的孔隙中；（4）将碳布取出，洗净、干燥，高温焙烧，制得表层负载氧化镍纳米线的碳布；（5）将表层负载氧化镍纳米线的碳布在磁场作用下进行退火处理，使氧化镍纳米线在碳布表层形成纳米氧化镍阵列；（6）以硼酸盐溶液为缓冲液，通过氧化极化使得镍在氧化镍处发生电化学氧化，形成镍离子，与硼酸根离子通过静电吸引相互作用发生硼酸镍的原位沉积，同时不断暴露出新的氧化镍，使氧化镍纳米线转变为多孔非晶态硼酸镍纳米阵列，制得用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂。2.根据权利要求1所述一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述退火处理的温度为45...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，廖健淞，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51