一种电催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电催化剂技术领域，尤其是涉及一种电催化剂及其制备方法，包括以下步骤：步骤1：泡沫镍的前处理；步骤2：加入P123、乙醇、水、乙二醇、EDTA、NiCl2·

【技术实现步骤摘要】
一种电催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电催化剂
，尤其是涉及一种电催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]电催化水裂解是制备清洁能源氢气的有效途径之一，电解水反应包括阴极析氢反应和阳极析氧反应，电极的极化作用使电解水的效率降低，因而研究可降低电催化析氢和析氧反应的极化作用、提高催化性能的电催化剂是实现清洁能源大规模生产的关键所在。现有电解水催化剂具有价格昂贵、活性位点少、电化学活性表面积低、原子利用率低的缺点。
[0003]基于贵金属材料的电催化被认为是电解水最先进的电催化剂，在过去的研究中，Ru掺杂纳米材料在提高电解水催化剂性能方面已经取得比较显著的成果，其中Ru通过改变电子结构，可以引入额外的活性位点并提高电子导电性和诱导强协同效应从而起到提高水分解的电化学性能的效果。但是贵金属较高的成本仍然是限制其在电解水领域广泛使用的一个重要因素，因此降低催化剂成本、提高催化效率是开发高性价比电解水催化剂的发展方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电催化剂及其制备方法，能够解决上述技术问题。
[0005]本专利技术提供一种电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：泡沫镍的前处理；
[0007]步骤2：加入P123、乙醇、水、乙二醇、EDTA、NiCl2·
6H2O和RuCl3，搅拌均匀，形成溶液A；
[0008]步骤3：将步骤1得到的泡沫镍与步骤2中的溶液A一起放入水热反应釜中，置于鼓风干燥箱中进行加热；
[0009]步骤4：取出步骤3中水热反应之后的泡沫镍，用去离子水冲洗，然后置于真空干燥箱中进行干燥；
[0010]步骤5：取出步骤4中干燥之后的泡沫镍，放入管式炉中在氮气中煅烧，得到电催化剂，标记为NF
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EDTA+RuNi
‑
embedded。
[0011]优选地，所述泡沫镍的尺寸为2cm*3cm。
[0012]优选地，采用2cm*3cm泡沫镍的情况下，所述步骤2中各物料具体用量为：0.8g P123、12g乙醇、4g水、30ml乙二醇、1.24g EDTA、0.086g NiCl2·
6H2O和0.036mmol RuCl3。
[0013]优选地，所述步骤3中反应温度为120℃，反应时间为12h。
[0014]优选地，所述步骤4中干燥温度为60℃，干燥时间为6h。
[0015]优选地，所述步骤5中煅烧温度为300℃，煅烧时间为5min，煅烧过程中升温速率为5℃/min。
[0016]优选地，所述步骤1中前处理过程包括：
[0017]S1：配置HCl溶液，放入泡沫镍，超声清洗；
[0018]S2：取出S1中的泡沫镍，用去离子水冲洗，加入无水乙醇，超声清洗；
[0019]S3：取出S2中的泡沫镍，用去离子水冲洗，放入真空干燥箱干燥，干燥完成之后备用。
[0020]优选地，所述HCl溶液的浓度为3mol/L。
[0021]优选地，所述干燥温度为60℃，干燥时间为30min。
[0022]本专利技术还提供一种上述制备方法制备所得到的电催化剂。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：
[0025](1)在加入较少量的贵金属的情况下能够提供更多的活性位点，具有更大的电化学活性表面积，更好的电化学催化性能；
[0026](2)水热处理可以形成稳定的微观纳米结构，有益于电化学反应的进行；
[0027](3)：本专利技术中提到的嵌入型催化剂的制备方法，可以使贵金属在NiO结构中分散更加均匀；
[0028](4)：得益于分散性更加均匀以及稳定的微观纳米结构，本专利技术合成的催化剂具有良好的稳定性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是嵌入型和负载型Ru
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NiO性能对比图；
[0031]图2是本专利技术有无P123或EDTA对催化剂OER性能的影响示意图；
[0032]图3是嵌入型Ru
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NiO
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500nm的扫描电镜图；
[0033]图4是负载型Ru
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NiO
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20nm的扫描电镜图。
具体实施方式
[0034]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0035]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0036]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]实施例1
[0038]一、载体NF前处理
[0039](1)配置3mol/L HCl溶液，放入2cm
×
3cm的泡沫镍，超声清洗15min；
[0040](2)取出(1)中的泡沫镍，用去离子水冲洗三次，加入50ml无水乙醇，超声清洗15min；
[0041](3)取出(2)中的泡沫镍，用去离子水冲洗三次，放入60℃真空干燥箱，干燥30min，备用。
[0042]二、水热反应
[0043](4)加入0.8g P123、12g乙醇、4g水、30ml乙二醇、1.24g EDTA、0.086g NiCl2·
6H2O、0.036mmol RuCl3，搅拌30min，充分溶解，形成溶液；
[0044](5)将(3)中的泡沫镍与(4)中溶液一起放入100ml水热反应釜中，置于鼓风干燥箱中，温度为120℃，时间为12h；
[0045](6)取出(5)中的泡沫镍，并用去离子水反复冲洗三次以上，置于60℃真空干燥箱，6h以上。
[0046]三、热处理
[0047](7)取出(6)中的泡沫镍，放入管式炉中300℃的温度下在氮气中煅烧5min，升温速率为5℃/min，此操作目的是去除泡沫镍表面易挥发的有机物，并使水热反应后经过EDTA作用的微观结构定型下来，同时煅烧可以提高泡沫镍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：泡沫镍的前处理；步骤2：加入P123、乙醇、水、乙二醇、EDTA、NiCl2·
6H2O和RuCl3，搅拌均匀，形成溶液A；步骤3：将步骤1得到的泡沫镍与步骤2中的溶液A一起放入水热反应釜中，置于鼓风干燥箱中进行加热；步骤4：取出步骤3中水热反应之后的泡沫镍，用去离子水冲洗，然后置于真空干燥箱中进行干燥；步骤5：取出步骤4中干燥之后的泡沫镍，放入管式炉中在氮气中煅烧，得到电催化剂，标记为NF
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EDTA+RuNi
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embedded。2.根据权利要求1所述的电催化剂的制备方法，其特征在于，所述泡沫镍的尺寸为2cm*3cm。3.根据权利要求2所述的电催化剂的制备方法，其特征在于，采用2cm*3cm泡沫镍的情况下，所述步骤2中各物料具体用量为：0.8g P123、12g乙醇、4g水、30ml乙二醇、1.24g EDTA、0.086g NiCl2·
6H2O和0.036mmol RuCl...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟如意，刘韵华，吴普伟，杨华康，叶思宇，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：