一种低温等离子体结合催化剂前体成膜制备电解水催化剂的方法及其应用技术

本发明专利技术属于催化剂技术领域，涉及一种低温等离子体结合催化剂前体成膜制备电解水催化剂的方法及其应用，制备方法包括：首先对自支撑衬底进行第一次等离子体处理，再通过电化学沉积或涂布，将催化剂前驱体成膜负载，之后进行第二次等离子体处理，得到电解水催化剂。进一步可以采用电沉积、离子交换等方式负载贵金属，得到含有少量贵金属的催化剂。与现有技术相比，本发明专利技术通过改变等离子体处理参数和成膜制备条件，得到不同组成和性质的催化剂，适用于工业级电流密度下电催化水分解反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂，涉及一种低温等离子体结合催化剂前体成膜制备电解水催化剂的方法及其应用。

技术介绍

1、随着全球对减少碳排放和对抗气候变化的日益关注，发展清洁、可再生能源技术具有重要的意义。电解水制氢是一种将水通过电能分解为氢气和氧气的技术，对于实现可持续能源体系和应对气候变化挑战起到关键作用。当电解过程利用来自可再生能源，如太阳能或风能的电力，制氢成为一种几乎零碳排放的过程。目前，商用电解水催化剂仍依赖贵金属催化剂，如铂、铱和钌，不仅增加了电解水制氢的成本，还因资源有限和供应链问题增加了依赖性和不稳定性，开发高性能的非贵金属催化剂或减少催化剂中贵金属用量具有重要意义。

2、目前研发的电解水制氢电解槽，通常采用喷涂的方式将粉末催化剂负载到气体扩散层，或者通过热压的方式将催化剂转移到离子交换膜表面，这一过程不仅制备工艺繁琐，对设备要求高，并且添加的粘接剂会降低导电性和催化活性，颗粒状的催化剂表面不利于气泡的排除，影响表面传质反应的进行。对比中国科学技术大学徐铜文等人提出的在喷涂制备催化剂层时通过加热使碱性离聚物的交联位点发生热交联从而固定催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解水催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述自支撑衬底选自镍泡沫、镍毡、不锈钢毡、钛毡、碳布或碳纸中的一种。

3.根据权利要求1所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述第一次等离子体处理中，处理条件包括：所使用等离子体放电气氛选自氮气、氩气、空气、氧气、甲烷或氨气中的至少一种，等离子体处理的时间为1～30min，放电功率为50～500W。

4.根据权利要求1所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述电化学沉积中，所用电沉积...

【技术特征摘要】

1.一种电解水催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述自支撑衬底选自镍泡沫、镍毡、不锈钢毡、钛毡、碳布或碳纸中的一种。

3.根据权利要求1所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述第一次等离子体处理中，处理条件包括：所使用等离子体放电气氛选自氮气、氩气、空气、氧气、甲烷或氨气中的至少一种，等离子体处理的时间为1～30min，放电功率为50～500w。

4.根据权利要求1所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述电化学沉积中，所用电沉积液的溶质为浓度在0.01～1mol/l之间的过渡金属盐，浓度在0～1mol/l之间的磷酸氢二钠，浓度在0～1mol/l之间的柠檬酸钠。

5.根据权利要求4所述的电解水催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐选自镍盐或钴盐中的一种或两种。

6.根据权利要求4所述的电解水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树宇，区琼荣，崔明慧，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：