钴-钼镀层的制备方法、应用该制备方法的电极、电解水装置、家电设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了钴

Preparation method of cobalt molybdenum coating, electrode applying the preparation method, electrolytic water device and household appliances

【技术实现步骤摘要】
钴
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钼镀层的制备方法、应用该制备方法的电极、电解水装置、家电设备


[0001]本专利技术涉及电解水制氢
，尤其涉及钴
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钼镀层的制备方法、应用该制备方法的电极、电解水装置、家电设备。

技术介绍

[0002]氢气具有质量轻、热值高、燃烧产物清洁等优点，被认为是理想的能源载体。氢气既能作为燃料电池的燃料，又能作为储能介质调节风能、太阳能发电系统，正在成为未来能源的重要组成部分。在工业上制氢的方法主要包括：由合成气或天然气制氢、甲醇裂解制氢、焦炉煤气制氢、水煤气法制氢、电解水制氢等。相较其他制氢方法，其中的电解水制氢法能够制得更高纯度的氢气，为众多行业所广泛采用。
[0003]电解水主要是在电解氢氧化钠(钾)溶液时，阳极上放出氧气，阴极上放出氢气。电解氯化钠水溶液制造氢氧化钠时，也可得到氢气。电解水制氢领域通常采用在阴极上负载催化剂的方法来提高电解效率。目前的电解水阴极所用的催化剂多为铂基、钌基等贵金属或其复合材料，虽然这类贵金属复合材料具有较好的电催化析氢能力，但是受到储备含量的影响，价格较为昂贵，限制了其发展与应用。为了降低电解过程中在催化剂上的花费，不少研究尝试使用非贵金属及其复合材料替代贵金属作为阴极催化剂，不过这些材料的析氢过电位存在较高的问题，析氢催化活性有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供一种钴
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钼镀层的制备方法，所制得的钴
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钼镀层对电解析氢具有较好的催化活性，析氢过电位低。
[0005]本专利技术还提供一种钴
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钼镀层在电解水制氢中的应用、应用该钴
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钼镀层制备方法的电极、电解水装置以及家电设备。
[0006]具体而言，本专利技术的第一方面提供了一种钴
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钼镀层的制备方法，包括如下步骤：采用电沉积方法在基体上电沉积得到钴
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钼镀层，电沉积采用的电镀液含有钴盐、钼盐、柠檬酸盐，所述钼盐和所述钴盐的物质的量之比为1:3～6.5，所述电镀液的pH为8～9。
[0007]根据本专利技术第一方面的钴
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钼镀层的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0008]本专利技术采用的电镀液含有Co、Mo两种过渡金属元素，Co、Mo可通过诱导共沉淀(Mo在Co的诱导下得以从电镀液中沉积出来)方式形成钴
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钼镀层。所述钴
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钼镀层可为电催化析氢反应提供更多的活性位点，有效吸附氢原子，具有很好的催化析氢活性，有利于降低析氢过电位。
[0009]根据本专利技术的一种实施方式，所述钼盐和所述钴盐的物质的量之比为1:4～6。
[0010]根据本专利技术的一种实施方式，所述钼盐和所述钴盐的物质的量之比为1:4.5～5。
[0011]根据本专利技术的一种实施方式，所述电镀液中，所述钴盐的浓度为0.1mol/L～
0.2mol/L，所述钼盐的浓度为0.03mol/L～0.05mol/L。
[0012]根据本专利技术的一种实施方式，所述电镀液中，所述钴盐的浓度为0.15mol/L～0.19mol/L，所述钼盐的浓度为0.033mol/L～0.043mol/L。
[0013]根据本专利技术的一种实施方式，所述电镀液中，所述柠檬酸盐的浓度为0.07mol/L～0.15mol/L。
[0014]柠檬酸盐可对Co、Mo的诱导共沉淀产生激励作用，有利于Mo的沉积。
[0015]根据本专利技术的一种实施方式，所述电镀液中，所述柠檬酸盐的浓度为0.077mol/L～0.12mol/L。
[0016]根据本专利技术的一种实施方式，所述电镀液的pH值通过添加pH调节剂调控，所述pH调节剂可采用通用的酸、酸式盐、碱或碱式盐，只要保证不破坏Co、Mo的沉积以及钴
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钼镀层的结构和性能即可。作为示例，所述pH调节剂可采用硫酸、硫酸酸式盐、盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。
[0017]根据本专利技术的一种实施方式，所述钴盐包括硫酸钴及其水合物、氯化钴及其水合物、乙酸钴及其水合物、硝酸钴及其水合物中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的一种实施方式，所述钼盐包括硫酸钼及其水合物、钼酸钠及其水合物、钼酸钾及其水合物、钼酸铵及其水合物中的至少一种。
[0019]根据本专利技术的一种实施方式，上述钴盐为六水合硫酸钴；上述钼盐为钼酸钠。
[0020]根据本专利技术的一种实施方式，所述柠檬酸盐为通用的水溶性柠檬酸盐，只要不影响Co、Mo的沉积和钴
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钼镀层的形成即可，例如碱金属的柠檬酸盐。由于过渡金属柠檬酸盐中的金属离子也可能参与沉积，因此不应当使用过渡金属的柠檬酸盐。
[0021]根据本专利技术的一种实施方式，所述柠檬酸盐包括柠檬酸钠及其水合物、柠檬酸钾及其水合物中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积采用的电流密度≥100mA/cm2。
[0023]在电流密度≥100mA/cm2下沉积形成的钴
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钼镀层具有很好的析氢催化活性，析氢过电位可降低至105mV以下。
[0024]根据本专利技术的一种实施方式，所述电流密度为100mA/cm2～130mA/cm2。
[0025]在100～130mA/cm2的电流密度范围内，形成的钴
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钼镀层具有很好的析氢催化活性，同时钴
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钼镀层的析氢过电位随电流密度的影响较小；而当电流密度过大时会出现发黑的过烧现象，同时耗能更高。因此出于镀层质量、催化性能和节约能源、降低成本的综合考量，电流密度采用100mA/cm2～130mA/cm2。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，所述电流密度为110mA/cm2～130mA/cm2。
[0027]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积的时间为10min～40min。
[0028]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积的时间为20min～30min。
[0029]根据本专利技术的一种实施方式，所述基体可采用本领域通用的电极基体，只要基体不与电镀液的组分发生反应，不影响Co、Mo的沉积以及钴
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钼镀层的结构和性能即可。作为示例，所述基体可采用铜、碳钢、钛、钴、镍、不锈钢或碳。
[0030]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积过程中，温度为常温。
[0031]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积过程中，温度为15℃～35℃。
[0032]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积过程中，温度为25℃～30℃。
[0033]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积过程中，温度为26℃～27℃。
[0034]根据本专利技术的一种实施方式，所述电沉积在搅拌中进行，所述搅拌的速度为350rpm～450rpm。
[0035]本专利技术通过搅拌使得沉积过程中电镀液内部离子的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：采用电沉积方法在基体上电沉积得到钴
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钼镀层，电沉积采用的电镀液含有钴盐、钼盐和柠檬酸盐，所述钼盐和所述钴盐的物质的量之比为1:3～6.5，所述电镀液的pH为8～9。2.根据权利要求1所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述钼盐和所述钴盐的物质的量之比为1:4～6。3.根据权利要求2所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述电镀液中，所述钴盐的浓度为0.1mol/L～0.2mol/L，所述钼盐的浓度为0.03mol/L～0.05mol/L。4.根据权利要求3所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述柠檬酸盐的浓度为0.07mol/L～0.15mol/L。5.根据权利要求1所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述钴盐包括硫酸钴及其水合物、氯化钴及其水合物、乙酸钴及其水合物、硝酸钴及其水合物中的至少一种。6.根据权利要求1所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述钼盐包括硫酸钼及其水合物、钼酸钠及其水合物、钼酸钾及其水合物、钼酸铵及其水合物中的至少一种。7.根据权利要求1所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述柠檬酸盐包括柠檬酸钠及其水合物、柠檬酸钾及其水合物中的至少一种。8.根据权利要求1～7任意一项所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在于：所述电沉积采用的电流密度≥100mA/cm2。9.根据权利要求8所述钴
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钼镀层的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛森森，王府，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：