【技术实现步骤摘要】
低负载铂的镍铁层状氢氧化物电解水催化剂及其制备方法和应用
[0001]
:本专利技术属于新能源材料技术以及电化学催化领域,具体涉及低负载贵金属铂的镍铁层状氢氧化物两种电解水催化剂,两种催化剂中铂种类具有不同电子结构;还涉及所述催化剂的制备方法及其在碱性电解水反应的催化应用。
[0002]
技术介绍
:电解水能产生高热量的氢气但不会产生碳排放,而且能同步储存不稳定的可再生风能、太阳能、潮汐能等,因此备受关注。贵金属基化合物被公认为最先进的电解水催化剂,但其稀缺性、高成本和不稳定性限制了其商业化的应用。因此,需要采用,如界面工程、应变工程、自旋态调制、和杂化工程等策略来开发低负载甚至零负载的贵金属电催化剂,从而促进阳极析氧反应(OER)和阴极析氢反应(HER)的性能。
[0003]过渡金属氢氧化物基底与其负载金属之间的协同效应,以及催化剂和基底之间强烈的相互作用,使其表现出更好的电催化活性和耐久性。金属Pt由于其具有最佳的氢吸附能,被认为是阴极HER最有效的电催化剂。当Pt以一定形式存在时,Pt与基底之间的强电子耦合作用,也可以大大提高OER的 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.低负载贵金属铂的镍铁层状氢氧化物电解水催化剂,其特征在于所述电催化剂是以泡沫镍为基底,通过调节硼改性和铂掺杂顺序的策略制备得到了两种催化剂,两种催化剂中镍铁层状氢氧化物纳米片上负载的铂种类具有不同电子结构;其中通过先沉积铂再进行硼改性制得的催化剂记为B
‑
Pt
‑
NiFe
‑
LDH;通过硼改性后再沉积铂制得的催化剂记为Pt
‑
B
‑
NiFe
‑
LDH;此外,析氧反应记为OER;析氢反应记为HER;所述低负载贵金属铂的镍铁层状氢氧化物电解水催化剂的制备方法,其特征在于包括以下具体步骤:(a) NiFe
‑
LDH的制备将一片规格为2
×
3 cm2的镍泡沫分别用1 molL
‑1盐酸溶液、去离子水和无水乙醇超声处理30、5和10 min后在50 ℃下干燥6 h;将0.67 mmol Ni(NO3)2·
6H2O、0.33 mmol Fe(NO3)3·
9H2O和5 mmol尿素溶解在30 mL的去离子水中,溶解均匀后搅拌30 min;继续加入5 mmol NH4F,混合均匀后将溶液再搅拌30 min,然后将溶液转移到50 mL聚四氟乙烯高压釜中并加入一片处理好的泡沫镍,在120 ℃下水热反应12 h,自然冷却至室温后,所得样品用去离子水洗涤数次,在真空中50 ℃干燥6 h后得绿色前驱体,记为NiFe
‑
LDH;(b) B
‑
NiFe
‑
LDH的制备将浓度为0.1~2.0 mol L
‑1的NaBH4溶解在20 mL浓度为1.0 mol L
‑1的NaOH溶液中,将步骤(a)中制备的NiFe
‑
LDH在上述溶液中室温静置浸泡1后,前驱体取出后用去离子水洗涤数次,在真空中50 ℃干燥6 h,得到的样品记为B
‑
NiFe
‑
LDH;(c)Pt
‑
NiFe
‑
LDH的制备以步骤(a)中制备的NiFe
‑
LDH为工作电极,Hg/HgO电极为参比电极,铂片为对电极,在0.4 mmol L
‑1的H2PtCl6电解质溶液中进行30~100圈CV扫描,取出工作电极并用去离子水洗涤数次后在真空中50 ℃干燥6 h,得到的样品记为Pt
‑
NiFe
‑
LDH;(d)B
‑
Pt
‑
NiFe
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员:詹天荣,谭磊,赵泽鹏,宋依奥,温永红,王磊,
申请(专利权)人:青岛科技大学,
类型:发明
国别省市:
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