The invention discloses a polyhedral cobalt iridium nanoparticle electrolytic water hydrogen evolution electrocatalyst and a plating solution formula and preparation method thereof. The cobalt iridium nanoparticle has octahedral and decahedral structures, the particle size is 10-250nm, the chemical composition of cobalt and iridium in the particle is evenly distributed, the iridium content is 45-95wt%, and the Tafel slope of catalyst hydrogen evolution performance is 30-40mv / decade. The bath formulation of the catalyst: cobalt salt is 5-200mmol / L cobalt sulfate, 1-100mmol / L cobalt sulfamate, iridium salt is 10-150mmol / L sodium hexabromoiridium (IV), 1-100mmol / L sodium hexabromoiridium (III), conductive salt is 0.1-500mmol / L sodium bromide, 0.1-100mmol / L sodium chloride, complexing agent is 1-20mmol / L triammonium citrate, 1-10mmol / L sodium tetraborate, other additives are benzotriazole, 1-10mmol / L sulfur Urea 1-10mmol / L, sodium dodecylbenzene sulfonate 1-5mmol / L. The invention has the advantages of high efficiency, can be used for the preparation of conductive substrate surface with complex shape, controllable size and composition of nanoparticles, high catalytic performance and strong stability.
【技术实现步骤摘要】
一种多面体钴铱纳米颗粒析氢电催化剂及其镀液配方和制备方法
本专利技术属于能源电催化领域,尤其涉及一种多面体钴铱纳米颗粒析氢电催化剂及其镀液配方和制备方法。
技术介绍
当今世界能源和环境问题越来越严重,随着化石燃料的不断消耗,清洁可再生能源受到了极大的关注。通常,太阳能、风能等一系列的可再生能源都可以转化为电的形式。氢气由于具有燃烧效率高和零污染的特性被认为是最理想的化石燃料替代者。氢能的需求促进了电催化剂在电催化还原制氢的应用前景。目前获取氢能源的最基本的方式为是电解水,电解水分为析氧反应(OER)和析氢反应(HER),但两者都需要高活性电催化剂来降低过电势。因此,制备高活性电催化剂用于电解水既可降低成本,也利于大规模制氢。较为理想的电催化剂要具备以下三点:(1)析氢过电势低;(2)稳定性良好,服役寿命长;(3)生产成本低,且易于制备。贵金属铂表面发生析氢反应时,其析氢过电势很低,但是该金属价格昂贵,储量稀少,无法得到广泛应用。铱是非常高效的电催化剂,但铱在地壳中的含量甚至比铂还低。将铱和过渡金属合金化,是减少铱的使用量并提高催化性能的高效可行的方法。例如,Pi等人利用湿化学方法制备出超小单分散性的IrM(M=Fe,Co,Ni)团簇,可作为高效的水裂解催化剂(Adv.Func.Mater.2017,27,1700886)。但是这类合金催化剂制备方法较复杂,而且添加剂中贵金属Ir的用量很大,其结构内部的Ir没有得到充分利用。唐正华等人在已公开专利《氮掺杂多孔碳包覆的钴铱核壳结构纳米颗粒的制备及其 ...
【技术保护点】
1.一种多面体钴铱纳米颗粒电解水析氢电催化剂,其特征在于钴铱纳米颗粒具有八面体和十面体结构,颗粒尺寸为10~250nm,颗粒内钴和铱的化学成分分布均匀,其铱含量为45~95wt%,且催化剂催化析氢性能塔菲尔斜率为30~40mV/decade。/n
【技术特征摘要】
1.一种多面体钴铱纳米颗粒电解水析氢电催化剂,其特征在于钴铱纳米颗粒具有八面体和十面体结构,颗粒尺寸为10~250nm,颗粒内钴和铱的化学成分分布均匀,其铱含量为45~95wt%,且催化剂催化析氢性能塔菲尔斜率为30~40mV/decade。
2.根据权利要求1所述的多面体钴铱纳米颗粒电催化剂在铜泡沫基体上制备的镀液配方,其特征在于钴盐为硫酸钴5~200mmol/L、氨基磺酸钴1~100mmol/L,铱盐为六溴代铱(IV)酸钠10~150mmol/L、六溴代铱(III)酸钠1~100mmol/L,导电盐为溴化钠0.1~500mmol/L、氯化钠0.1~100mmol/L,络合剂为柠檬酸三铵1~20mmol/L、四硼酸钠1~10mmol/L,其它添加剂为笨并三氮唑1~10mmol/L、硫脲1~10mmol/L、十二烷基苯磺酸钠1~5mmol/L。
3.根据权利要求1和2所述的镀液配方在铜泡沫基体上制备多面体钴铱纳米颗粒析氢电催化剂的制备方法,具体制备方法步骤如下所示:
步骤1:对泡沫铜进行表面杂质油污处理,先在丙酮溶液中浸...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴王平,刘剑文,张屹,刘麟,刘雪东,
申请(专利权)人:常州大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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