一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；将所述混合溶液依次进行溶剂热反应和煅烧处理，得到铕掺杂四氧化三钴；将所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂混合，超声后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。所述制备方法利用了稀土铕和氧空位缺陷之间的协同效应，稀土铕的加入可以优化电荷的重新分布，氧空位缺陷的引入可以产生杂质能级，提升催化剂的电子传输能力，从而显著提升催化剂的析氧反应的速率，降低反应的能垒；制得的催化剂环境友好，无毒无害，催化效果优异。优异。优异。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于电催化水分解制氢领域，尤其涉及一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济和社会的迅速发展，能源危机和环境污染已成为全球普遍面临的两大难题。目前，化石燃料(如：煤、石油、天然气)仍然是主要的能源供给，但这些化石燃料的储量是有限的，在燃烧过程中还会释放有害的物质造成环境污染。因此，发展可替代传统的化石燃料的清洁可持续能源载体意义重大。
[0003]氢气作为一种能量密度高且无碳排放的清洁能源，一直被人们认为是未来替代碳基能源的重要产品。电催化水分解制氢技术是一种环境友好且高效的产氢途径，其包括两个半反应，即阳极上的析氧反应和阴极上的析氢反应。析氧反应是涉及的是电子转移过程的复杂反应，其反应能垒较高，反应速率教慢，成为了水分解制氢的“瓶颈”。因此，制备出高效、稳定且低成本的析氧反应催化剂，加快水分解制氢的速率，降低制氢的能垒具有重要的意义。
[0004]目前有益的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电催化水分解制氢的稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将铕可溶盐、钴可溶盐和溶剂混合，向其加入沉淀剂，得到混合溶液；(2)将步骤(1)所述混合溶液依次进行溶剂热反应和煅烧处理，得到铕掺杂四氧化三钴；(3)将步骤(2)所述铕掺杂四氧化三钴和还原剂混合，超声后，得到稀土铕和氧空位缺陷共掺杂的四氧化三钴催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕可溶盐和钴可溶盐的摩尔比为1:(4
‑
20)，优选为1:(6
‑
10)；优选地，步骤(1)所述铕可溶盐包括硝酸铕；优选地，步骤(1)所述钴可溶盐包括硝酸钴。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与溶剂的体积比为1:(30
‑
40)mol/L；优选地，步骤(1)所述溶剂为水和乙醇的混合溶液；优选地，所述水和乙醇的体积比为1:(0.5
‑
1.5)。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕可溶盐、钴可溶盐的总摩尔量与沉淀剂的摩尔比为1:(5
‑
7)；优选地，步骤(1)所述沉淀剂包括尿素。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶剂热反应的温度为80
‑
120℃；优选地，步骤(2)所述溶剂热反应的时间为8
‑
12h。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶剂热反应和煅烧处理之间还包括依次进行的固液分离、洗涤和干燥。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述煅烧处理在空气氛围中进行；优选地，步骤(2)所述煅烧处理的温度为350
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【专利技术属性】
技术研发人员：仉小猛，袁承宗，翁瑶，
申请(专利权)人：中国科学院江西稀土研究院，
类型：发明
国别省市：