【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能制氢领域，具体涉及的是一种用于电解水制氢的催化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、太阳能制氢是解决能源与环境问题的一种非常具有前景的技术方案。太阳能制氢的途径目前主要有光催化分解水制氢、光电化学分解水制氢以及太阳能电池直接分解水制氢等。其中，太阳能电池直接分解水制氢相对具有较高的太阳能产氢的转化效率，能超过20％。然而水分解的氧化反应过电位较高，导致太阳能产氢的效率较低，且产生的氧气经济价值不高。针对该问题，现有技术中提出了甘油、壳聚糖、5-甲基糠醛氧化与水还原的耦合制氢的方案，提高制氢效率，然而目前的研究主要集中于氧化产物的选择性问题，并未对制氢效率做系统而深入的分析，因而制氢效率仍有待提高。因此，找到合适的氧化底物并开发与之匹配的高效催化材料是十分必要的。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于电解水制氢的催化材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术首先提供了一种用于电解水制氢的催化材料，其化学组成为abxooh；0<x<0.1其中，a为fe、co和ni中的任一种，b为mn、fe、ni、cu和zn中的任一种。
3、上述的催化材料中，0.03≤x≤0.09，优选的，x＝0.05；
4、a为co，b为cu、fe或ni；优选的，b为cu。
5、本专利技术还提供了上述催化材料的制备方法，包括如下步骤：按照化学计量比称取a源和b源溶于水中，得到电解液；然后进行电化学沉积反应，反应后对阳极进行氧化，得到
6、上述的制备方法中，所述a源为相应的金属元素的硝酸盐和/或硫酸盐；具体可为硝酸钴；
7、所述b源为相应的金属元素的硝酸盐；具体可为硝酸铜、硝酸锰、硝酸铁、硝酸镍或硝酸锌；
8、所述电解液中，a的浓度为0.05～0.3mol/l；具体可为0.1mol/l。
9、上述的制备方法中，所述电化学沉积反应采用三电极体系，阴极为铂片、铂碳或碳纸；阳极为泡沫镍、泡沫铁或碳布；参比电极为ag/agcl或饱和甘汞电极。
10、上述的制备方法中，所述电化学沉积反应采用恒压模式；在阳极施加相对于参比电极为-0.8～-1.2v的电压；具体可为-1.0v；电沉积的时间为1～10min；具体可为5min。
11、上述的制备方法中，所述氧化是以电化学沉积反应后的阳极电极为阳极，以氢氧化钾溶液为电解液，给阳极施加恒定电压进行氧化反应；
12、优选的，所述氧化采用的是三电极体系；给阳极施加相对于参比电极为0.1～0.5v的电压；具体可为0.3v；氧化的时间为1～10min；具体可为5min。
13、所述氢氧化钾溶液的浓度为0.1～2mol/l，具体可为1mol/l。
14、最后，本专利技术还提供了上述催化材料在下述任一种中的应用；
15、(1)电解水制氢中的应用；
16、(2)氧化醇类、糖类或醛类联合电解水制氢中的应用。
17、上述的应用中，所述糖类为葡萄糖；
18、所述氧化醇类、糖类或醛类制备甲酸。
19、上述的应用中，所用电源以太阳能发电；
20、优选的，所述电源为太阳能电池。
21、本专利技术利用生物质基原料，例如葡萄糖等为氧化底物，同时与还原水反应耦合并与高效催化材料配合，电解水效率高达94.2％，太阳能制氢的效率超过30％；并且同时能够将葡萄糖高效转化为高附加值产物甲酸，产率超过80％；本专利技术的技术方案能够将太阳能电池分解水制氢的每千克氢气成本降低约4.6美元。
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1.一种用于电解水制氢的催化材料，其化学组成为ABxOOH；0<x<0.1其中，A为Fe、Co和Ni中的任一种，B为Mn、Fe、Ni、Cu和Zn中的任一种。
2.根据权利要求1所述的催化材料，其特征在于：0.03≤x≤0.09，优选的，x＝0.05；
3.权利要求1或2所述的催化材料的制备方法，包括如下步骤：按照化学计量比称取A源和B源溶于水中，得到电解液；然后进行电化学沉积反应，反应后对阳极进行氧化，得到所述催化材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述A源为相应的金属元素的硝酸盐和/或硫酸盐；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述电化学沉积反应采用三电极体系，阴极为铂片、铂碳或碳纸；阳极为泡沫镍、泡沫铁或碳布；参比电极为Ag/AgCl或饱和甘汞电极。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述电化学沉积反应采用恒压模式；在阳极施加相对于参比电极为-0.8～-1.2V的电压；电沉积的时间为1～10min。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的
8.权利要求1或2所述的催化材料在下述任一种中的应用；
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述糖类为葡萄糖；
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：所述应用中所用电源以太阳能发电；
...【技术特征摘要】
1.一种用于电解水制氢的催化材料，其化学组成为abxooh；0<x<0.1其中，a为fe、co和ni中的任一种，b为mn、fe、ni、cu和zn中的任一种。
2.根据权利要求1所述的催化材料，其特征在于：0.03≤x≤0.09，优选的，x＝0.05；
3.权利要求1或2所述的催化材料的制备方法，包括如下步骤：按照化学计量比称取a源和b源溶于水中，得到电解液；然后进行电化学沉积反应，反应后对阳极进行氧化，得到所述催化材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述a源为相应的金属元素的硝酸盐和/或硫酸盐；
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述电化学沉积反应采用三电极体系，阴极为铂片、铂...
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