一种水氧化电催化剂及其制备方法、水氧化电极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水氧化电催化剂及其制备方法、水氧化电极及其制备方法。其中水氧化电催化剂，是通过电化学反应体系进行电化学反应合成的自支撑水氧化电催化剂；所述水氧化电催化剂是金属基材表面沉积的复合金属氢氧化物；其中，所述复合金属氢氧化物所含的一种金属元素来源于所述电化学反应体系的电极连接的所述金属基材，通过电化学氧化得到，另一种金属元素来源于所述电化学反应体系中的金属盐电解液。

【技术实现步骤摘要】
一种水氧化电催化剂及其制备方法、水氧化电极及其制备方法
本专利技术涉及电化学领域；更具体地，本专利技术涉及一种水氧化电催化剂及其制备方法、水氧化电极及其制备方法。
技术介绍
在电解制氢、电解二氧化碳还原过程中都会涉及阳极的水氧化反应，因此，水氧化反应在电化学过程中扮演非常重要的角色，然而水氧化反应最大的一个问题是电催化剂活性较低、催化剂的成本比较高。因此，寻找廉价、高活性、耐腐蚀的水氧化电催化剂，同时开发简便快速的水氧化电催化剂合成工艺是当前的研究热点之一。现有的合成方法一般耗时较长，目前已提出了多种改进方案，以快速合成水氧化电催化剂。但总的来说，这些快速合成方法还有一些限制，例如，（1）需要的时间仍然较长，不能在数秒之内制备；（2）整体工艺需要多步反应，只有其中一个步骤耗时短，整体工艺耗时仍较长；（3）合成过程需要成本较高或者环境不友好的试剂。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种水氧化电催化剂及其制备方法，以解决现有技术的水氧化剂活性较低，制备工艺复杂、需时较长等问题。>本专利技术的另一目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水氧化电催化剂，是通过电化学反应体系进行电化学反应合成的自支撑水氧化电催化剂；其特征在于，所述水氧化电催化剂是金属基材表面沉积的复合金属氢氧化物；其中，所述复合金属氢氧化物所含的一种金属元素来源于所述电化学反应体系的金属基材电极或电极连接的所述金属基材，通过电化学氧化得到，另一种金属元素来源于所述电化学反应体系中的金属盐电解液。/n

【技术特征摘要】
1.一种水氧化电催化剂，是通过电化学反应体系进行电化学反应合成的自支撑水氧化电催化剂；其特征在于，所述水氧化电催化剂是金属基材表面沉积的复合金属氢氧化物；其中，所述复合金属氢氧化物所含的一种金属元素来源于所述电化学反应体系的金属基材电极或电极连接的所述金属基材，通过电化学氧化得到，另一种金属元素来源于所述电化学反应体系中的金属盐电解液。


2.如权利要求1所述水氧化电催化剂，其特征在于：所述水氧化电催化剂是双金属氢氧化物；所述双金属氢氧化物中，来源于金属基材的金属元素物质的量为10~30%；另一种金属元素物质的量为70~90%。


3.如权利要求2所述水氧化电催化剂，其特征在于：所述水氧化电催化剂是铁片表面沉积的镍铁氢氧化物，其中，铁元素来自于铁片基材氧化得到，镍元素来自于镍盐电解液；
所述水氧化电催化剂包括铁、镍、氧三种元素，其中铁元素以三价、镍元素以二价形式存在、氧元素以氢氧根基团存在。


4.如权利要求1所述水氧化电催化剂，其特征在于：催化活性至少保持300小时；所述水氧化电催化剂是金属基材表面沉积的由纳米片构成的球形纳米颗粒。


5.一种水氧化电极，包括金属基材以金属基材表面沉积的水氧化电催化剂；所述水氧化电催化剂为权利要求1~4任一项所述水氧化电催化剂。


6.如权利要求5所述水氧化电极，其特征在于：所述水氧化电极在催化电化学水氧化反应中，达到10mA/cm2几何电流密度的过电势230~240mV；所述水氧化电极在电解制氢或电解二氧化碳还原体系中用作阳极。


7.制备如权利要求1~4任一项所述的水氧化电催化剂的方法，包括：
步骤1准备电化学反应体系：以金属盐溶液作为电解液盛入电解池中，制作两电极合成体系或三电极合成体系；
步骤2将若干金属基材进行预处理备用；
步骤3将所述金属基材浸入电解液中且与电化学反应体系中的电极连接或作为电极，设定脉冲电压程序进行合成反应预定时间，在每个金属基材表面形成自支撑水氧化电催化剂；
其中，对于两电极合成体系：金属基材放入步骤1的电解池中，部分数量的金属片连接工作电极，部分数量的金属片连接对电极和参比电极，设定脉冲电压程序进行合成，在每个金属基材表面形成自支撑水氧化电催化剂；

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓西，刘世钰，王浩，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44