本发明专利技术属于材料技术领域，具体涉及一种催化剂、制备方法、电解水制氧电极片及其应用，该制备方法包括：S1.制备镍硫合金；S2.将步骤S1制得的镍硫合金、氮源和碳源混合，得到混合物，将混合物进行烧结，即得催化剂，本发明专利技术通过将镍硫合金负载到多孔氮掺杂碳上，提高了催化剂的比表面积，暴露了更多的活性位点，进而提高了催化剂的析氧催化活性。了催化剂的析氧催化活性。
【技术实现步骤摘要】
一种催化剂、制备方法、电解水制氧电极片及其应用
[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种催化剂、制备方法、电解水制氧电极片及其应用。
技术介绍
[0002]随着社会的发展，能源逐渐成为制约人类发展的瓶颈，环境问题也日益突出。因此，如何开发高效、环保的可再生能源成为社会和经济可持续发展的重要研究课题。近年来，人们逐渐开发了太阳能、风能、氢能等可再生能源。其中，太阳能、风能易受环境因素的制约，且能源利用效率低，运输困难。氢能具有热值高、便于储存及运输、环保无污染等优点，成为21世纪最具发展前途的能源。
[0003]目前，氢气的制备工艺主要有电解水制氢、生物质燃烧制氢、煤气化制氢、太阳能光解制氢等。其中，电解水制氢具有氢气纯度高等优点。通常而言，电解水制氢的反应装置包括阳极、阴极和电解液。在阳极和阴极分别负载析氧电催化材料和析氧电催化材料能够降低电解水制氢的能耗，提高效率。
[0004]钌的过电位较低，稳定性良好，是一种良好的析氧电极材料。然而，钌的成本较高。与钌相比，镍的成本较低，但纯金属镍的析氧催化活性不佳。为提高镍的析氧催化活性，人们尝试将镍和硫进行复合，形成镍硫合金。然而，镍硫合金的析氧催化活性有待于进一步提升。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种催化剂、制备方法、电解水制氧电极片及其应用。
[0006]在一些实施例中，本专利技术提供一种催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
[0007]S1.制备镍硫合金；
[0008]S2.将步骤S1制得的镍硫合金、氮源和碳源混合，得到混合物，将所述混合物进行烧结，即得所述催化剂。
[0009]本专利技术通过将镍硫合金负载到多孔氮掺杂碳上，提高了催化剂的比表面积，暴露了更多的活性位点，进而提高了催化剂的析氧催化活性。
[0010]在一些实施例中，步骤S1中，制备镍硫合金包括：将镍盐和分散剂超声分散于水
‑
乙醇混合溶剂中，随后向体系中滴加硫化剂溶液，并反应，随后洗涤、干燥。
[0011]在一些实施例中，步骤S1中，所述镍盐包括乙酸镍、硫酸镍、硝酸镍和氯化镍中的至少一种。
[0012]在一些实施例中，步骤S1中，所述分散剂包括溴代十六烷基三甲胺、聚乙烯吡咯烷酮或二者的混合物。
[0013]在一些实施例中，步骤S1中，所述镍盐与分散剂的质量比为100：10
‑
20，优选为100：12
‑
20。
[0014]在一些实施例中，步骤S1中，所述水
‑
无水乙醇混合溶剂中，水与无水乙醇的体积比为1
‑
5：1
‑
5。
[0015]在一些实施例中，步骤S1中，所述硫化剂包括硫代乙酰胺。
[0016]在一些实施例中，步骤S1中，所述镍盐与硫化剂的质量比为1
‑
3：1
‑
3，优选为1
‑
3：1。
[0017]在一些实施例中，步骤S1中，所述反应的温度为70
‑
85℃，优选为75
‑
85℃；反应的时间为10
‑
15h，优选为12
‑
15h。
[0018]在一些实施例中，步骤S1中，所述干燥的温度为60
‑
70℃，优选为65
‑
70℃；干燥的时间为15
‑
20h，优选为18
‑
20h。
[0019]在一些实施例中，步骤S1中，所述体系中还添加有钴盐。
[0020]在一些实施例中，步骤S1中，所述钴盐包括氯化钴、硫酸钴和硝酸钴中的至少一种。
[0021]在一些实施例中，步骤S1中，所述镍盐与钴盐的质量比为1
‑
10：1，优选为1
‑
5：1。
[0022]在一些实施例中，步骤S2中，所述碳源包括二氰二胺。
[0023]在一些实施例中，步骤S2中，所述氮源包括尿素。
[0024]在一些实施例中，步骤S2中，氮源与镍硫合金的摩尔比为1
‑
3：0.1，优选为1
‑
2：0.1。
[0025]在一些实施例中，步骤S2中，碳源与镍硫合金的摩尔比为1
‑
3：0.1，优选为1
‑
2：0.1。
[0026]在一些实施例中，步骤S2中，所述烧结包括：以3
‑
5℃/min的速率升温至700
‑
780℃，并保温1
‑
3h，优选以4
‑
5℃/min的速率升温至720
‑
780℃，并保温1.5
‑
3h。
[0027]在一些实施例中，步骤S2中，所述混合物中还添加有碳纳米纤维。
[0028]在一些实施例中，步骤S2中，所述碳纳米纤维与镍硫合金的质量比为0.01
‑
0.03：0.1，优选为0.015
‑
0.03：0.1。
[0029]在一些实施例中，步骤S2中，所述碳纳米纤维的粒径为1
‑
50nm，优选为1
‑
30nm。
[0030]在一些实施例中，本申请提供根据如上所述的制备方法制得的催化剂。
[0031]在一些实施例中，本申请提供一种电解水制氧电极片，所述电解水制氧电极片包括基材及位于基材上的活性材料层，所述活性材料层包括如上所述的制备方法制得的催化剂或如上所述的催化剂。
[0032]在一些实施例中，本申请提供一种电解水制氢生产系统，所述电解水制氢生产系统包括如上所述的电解水制氧电极片。
具体实施方式
[0033]以下通过特定的具体实例对本专利技术进行进一步的说明，但需要指出的是本专利技术的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本专利技术，并不能以此限制本专利技术的保护范围，凡是根据本专利技术的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本专利技术的保护范围内。
[0034]本专利技术提供一种催化剂的制备方法，该制备方法包括：
[0035]S1.制备镍硫合金：将镍盐和分散剂按照质量比100：10
‑
20超声分散于水与无水乙
醇按照体积比1
‑
5：1
‑
5形成的水
‑
乙醇混合溶剂中，镍盐包括乙酸镍、硫酸镍、硝酸镍和氯化镍中的至少一种；分散剂包括溴代十六烷基三甲胺、聚乙烯吡咯烷酮或二者的混合物；
[0036]随后向体系中滴加硫化剂溶液，硫化剂包括硫代乙酰胺，镍盐与硫化剂的质量比为1
‑
3：1
‑
3；并于70
‑
85℃温度下反应10
‑
15h，随后洗涤，接着于60
‑
70℃温度下干燥15
‑
20h，得到镍硫合金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1.制备镍硫合金；S2.将步骤S1制得的镍硫合金、氮源和碳源混合，得到混合物，将所述混合物进行烧结，即得所述催化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，制备镍硫合金包括：将镍盐和分散剂超声分散于水
‑
乙醇混合溶剂中，随后向体系中滴加硫化剂溶液，并反应，随后洗涤、干燥。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述镍盐包括乙酸镍、硫酸镍、硝酸镍和氯化镍中的至少一种；和/或，步骤S1中，所述分散剂包括溴代十六烷基三甲胺、聚乙烯吡咯烷酮或二者的混合物；和/或，步骤S1中，所述镍盐与分散剂的质量比为100：10
‑
20；和/或，步骤S1中，所述水
‑
无水乙醇混合溶剂中，水与无水乙醇的体积比为1
‑
5：1
‑
5；和/或，步骤S1中，所述硫化剂包括硫代乙酰胺；和/或，步骤S1中，所述镍盐与硫化剂的质量比为1
‑
3：1
‑
3；和/或，步骤S1中，所述反应的温度为70
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85℃，反应的时间为10
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15h；和/或，步骤S1中，所述干燥的温度为60
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70℃，干燥的时间为15
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20h。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述体系中还添加有钴盐。5.如权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，许帅，请求不公布姓名，周振声，
申请(专利权)人：上海莒纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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