三维泡沫金属催化剂表面处理方法及其应用于电解水析氧技术

本发明专利技术属于电极材料技术领域，涉及三维泡沫金属催化剂表面处理方法，包括：预处理，去除表面的油污、锈斑等杂质；预氧化，以空气氧化、氧化剂氧化、电化学氧化等方式氧化三维泡沫金属，在其表面形成均匀的薄层氧化层；利用无机过渡金属盐或有机小分子溶液处理经预处理或预氧化的泡沫金属；清洗，用无水乙醇和水反复浸泡、冲洗，除去多余的反应物和副产物。本发明专利技术采用的泡沫金属元素储量丰富、较为常见，成本低廉。所述的泡沫金属表面处理方法，处理工艺流程少，常温常压下进行，生产成本较低，对设备要求低，易于规模化。处理过的泡沫金属可直接用作电解水的阳极，无需外加导电剂、粘结剂和集流体，无需进行涂布工艺，操作步骤简单，易于工业化。

【技术实现步骤摘要】
三维泡沫金属催化剂表面处理方法及其应用于电解水析氧
本专利技术属于电极材料
，涉及可用于电催化分解水析氧的三维泡沫金属表面处理方法，尤其涉及三维泡沫金属催化剂表面处理方法及其应用于电解水析氧。
技术介绍
在能源危机和环境污染日益严重的今天，氢能作为一种零碳排放、可再生清洁能源受到广泛关注。电解水，特别是通过太阳能电解水将能量储存于氢气，是一种高效、便捷、极具应用前景的制取氢气的手段。其包含的两个半反应——阳极析氧反应(OER)和阴极析氢反应(HER)均需要较高的过电位，较高的能量消耗阻碍了电解水制氢在工业生产中的广泛应用。相较于HER，析氧半反应包含了更为复杂的四电子转移过程，动力学缓慢，严重影响了整体电解水的效率，增加了制氢成本。因此，发展一种廉价高效的OER催化剂降低反应过电位，以更低的外加电压提供更高的电流密度，具有重要的现实意义。目前，广泛应用于OER催化剂的多为贵金属基材料，如：二氧化钌、二氧化铱等，它们的稀缺性及由此导致的高昂的价格使得工业界望而却步。此外，在利于氧气析出的碱性环境中，这些催化剂往往表现出较差的稳定性，这进一步限制了它们在电解水工业中的应用。近年来，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维泡沫金属催化剂表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1) 预处理，将三维泡沫金属以浸泡、超声、搅拌、冲洗等方式去除表面的油污、锈斑等杂质；(2) 预氧化，以空气氧化、氧化剂氧化、电化学氧化等方式氧化三维泡沫金属，在其表面形成均匀的薄层氧化层；(3) 有机小分子配位或异金属表面掺杂，利用无机过渡金属盐或有机小分子溶液处理步骤（1）或（2）经预处理或预氧化的泡沫金属，促使异金属离子在其表面的掺杂或有机小分子在其表面的配位键合；(4) 清洗，用无水乙醇和水反复浸泡、冲洗，除去多余的反应物和副产物。

【技术特征摘要】
1.一种三维泡沫金属催化剂表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)预处理，将三维泡沫金属以浸泡、超声、搅拌、冲洗等方式去除表面的油污、锈斑等杂质；(2)预氧化，以空气氧化、氧化剂氧化、电化学氧化等方式氧化三维泡沫金属，在其表面形成均匀的薄层氧化层；(3)有机小分子配位或异金属表面掺杂，利用无机过渡金属盐或有机小分子溶液处理步骤（1）或（2）经预处理或预氧化的泡沫金属，促使异金属离子在其表面的掺杂或有机小分子在其表面的配位键合；(4)清洗，用无水乙醇和水反复浸泡、冲洗，除去多余的反应物和副产物。2.根据权利要求1所述三维泡沫金属催化剂表面处理方法，其特征在于：步骤(1)所述除油过程包括但不限于使用水、乙醇、丙酮、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯等溶剂；所述除锈过程为用稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸处理，所述稀酸溶液浓度为0.1～6mol·L-1。3.根据权利要求1所述三维泡沫金属催化剂表面处理方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国兴，李筱芸，季振源，沈小平，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32