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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极制备,尤其涉及一种多孔催化电极及其制备方法与应用。
技术介绍
1、传统的化石燃料制氢方式,仍然会造成到大量的碳排放。目前,利用可再生能源发电和碱性水电解制取绿色氢气是一种最具前景的制氢方式。
2、目前碱性水制氢行业广泛采用热喷涂工艺制备雷尼镍电极或者多元合金电极,虽然电极的催化活性组分有所区别,但是均采用al作为造孔剂。具体地,通过以混合金属粉或者多元合金为喷涂粉,采用热喷涂工艺将金属粉喷涂至基材形成催化涂层,再采用浓碱溶液对电极进行活化。
3、现有技术中,专利cn114606514a、cn114318361a、cn110408950b等均采用碱液活化处理来制备多孔电极。这种活化工艺,在短时间内会大量放出热量和氢气,容易发生安全事故。另外,浓碱废液属于危险废物,需要经过处理才能避免对环境造成污染,环评要求高。
4、因此,开发一种无需碱液活化处理的高性能碱性水制氢电极已成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种多孔催化电极及其制备方法与应用,用以解决现有技术中碱液活化处理导致的环保问题,实现一种简单环保的多孔催化电极的制备方法。
2、本专利技术提供一种多孔催化电极的制备方法,包括:
3、s1:将第一粉末与第二粉末进行混合,得到喷涂粉;
4、s2:将所述喷涂粉沉积到基材电极上,得到催化电极;
5、s3:将所述催化电极进行第一煅烧处理,得到多孔催化电极;
7、根据本专利技术提供一种的多孔催化电极的制备方法,还包括:将所述多孔催化电极在还原性气氛下进行第二煅烧处理。
8、根据本专利技术提供一种的多孔催化电极的制备方法,所述第一煅烧处理的温度为600~800摄氏度。
9、根据本专利技术提供一种的多孔催化电极的制备方法,所述第一煅烧处理的煅烧气氛包括90~100wt%的氩气和0~10wt%氧气。
10、根据本专利技术提供一种的多孔催化电极的制备方法,所述第一粉末与第二粉末的质量比为80~99:1~20。
11、根据本专利技术提供一种的多孔催化电极的制备方法,所述金属粉包括镍金属粉、钴金属粉、铁金属粉、钼金属粉、铬金属粉、铂金属粉、钌金属粉、铑金属粉和钯金属粉中的一种或几种;所述合金粉为包括镍基合金粉、钴基合金粉和铁基合金粉中的一种或几种;所述碳基材料粉包括碳黑、石墨、石墨烯、碳纤维、和多孔碳中的一种或几种。
12、根据本专利技术提供一种多孔催化电极的制备方法,所述第二煅烧处理包括:将所述多孔催化电极在600~1000摄氏度的氢气气氛下进行煅烧。
13、根据本专利技术提供一种的多孔催化电极的制备方法,所述沉积通过热喷涂技术实现,所述热喷涂为等离子喷涂技术;更优选地,所述等离子喷涂的条件包括:氩气流速为30~60升/分钟,氢气流速为1~10升/分钟,喷涂功率为20~35千瓦,喷涂距离为100~200毫米,喷射角为60~120度。
14、本专利技术进一步提供一种多孔催化电极,其由上述的制备方法制得。
15、本专利技术还提供所述的多孔催化电极在析氢或吸氧方面的应用。
16、本专利技术提供的多孔催化电极及其制备方法与应用,通过优化制备方法,能够避免造孔过程中使用浓碱,同时还能提高涂层与基材电极的结合强度,降低析氢和析氧的过电位。
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1.一种多孔催化电极的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,还包括:将所述多孔催化电极在还原性气氛下进行第二煅烧处理。
3.根据权利要求1或2所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述第一煅烧处理的温度为600~800摄氏度。
4.根据权利要求1~3任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述第一煅烧处理的煅烧气氛包括90~100wt%的氩气和0~10wt%氧气。
5.根据权利要求1~4任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述第一粉末与第二粉末的质量比为80~99:1~20。
6.根据权利要求1~5任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述金属粉包括镍金属粉、钴金属粉、铁金属粉、钼金属粉、铬金属粉、铂金属粉、钌金属粉、铑金属粉和钯金属粉中的一种或几种;所述合金粉为包括镍基合金粉、钴基合金粉和铁基合金粉中的一种或几种;所述碳基材料粉包括碳黑、石墨、石墨烯、碳纤维、和多孔碳中的一种或几种。
7.根据权利要求2~6任一项所述的多孔
8.根据权利要求1~7任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述沉积通过热喷涂技术实现,所述热喷涂为等离子喷涂技术;优选地,所述等离子喷涂的条件包括:氩气流速为30~60升/分钟,氢气流速为1~10升/分钟,喷涂功率为20~35千瓦,喷涂距离为100~200毫米,喷射角为60~120度。
9.一种多孔催化电极,其特征在于,其由权利要求1~8任一项所述的制备方法制得。
10.权利要求9所述的多孔催化电极在析氢或吸氧方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔催化电极的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,还包括:将所述多孔催化电极在还原性气氛下进行第二煅烧处理。
3.根据权利要求1或2所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述第一煅烧处理的温度为600~800摄氏度。
4.根据权利要求1~3任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述第一煅烧处理的煅烧气氛包括90~100wt%的氩气和0~10wt%氧气。
5.根据权利要求1~4任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述第一粉末与第二粉末的质量比为80~99:1~20。
6.根据权利要求1~5任一项所述的多孔催化电极的制备方法,其特征在于,所述金属粉包括镍金属粉、钴金属粉、铁金属粉、钼金属粉、铬金属粉、铂金属粉、钌金属粉、铑金属粉和钯金属粉中的...
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