一种碱性全解水的甲壳素碳基单原子镍催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种碱性全解水的甲壳素碳基单原子镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：首先，将碱性甲壳素溶液与TEMPO催化剂、助催化剂和氧化剂混合，进行氧化反应，产物经除杂和超声分散处理，得到甲壳素纳米纤维悬浮液；其次，将甲壳素纳米纤维悬浮液与植酸加入水中，进行第一交联反应；再加入镍盐的水溶液进行第二交联反应，将产物洗涤、溶剂置换、干燥处理，得到甲壳素气凝胶；最后，将甲壳素气凝胶置于惰性气氛下，于高温条件下进行碳化处理，产物经酸洗和干燥，得到碱性全解水的甲壳素碳基单原子镍催化剂。本发明专利技术制得的甲壳素碳基单原子镍催化剂可以作为碱性电解水的阴极催化剂和阳极催化剂使用，具有过电势低、催化活性和稳定性高等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学全解水催化剂材料的，具体涉及一种碱性全解水的甲壳素碳基单原子镍催化剂及其制备方法，还涉及上述甲壳素碳基单原子镍催化剂在电化学碱性全解水反应中的应用。

技术介绍

1、随着环境和能源问题的日益严重，氢(h2)能源因其超高的能量密度(122kj-1)而受到越来越多的关注。目前，氢气主要通过化石燃料的蒸汽重整和水煤气变换反应(ch4+h2o→co+3h2,co+h2o→co2+h2)生产，导致大量的二氧化碳排放。水电解是一种绿色、简便、高效的高纯氢气(h2)制备方法，其中碱性电解槽技术最为成熟，生产成本较低。相对于汽油产生一公斤氢气成本则为4美元，工业水电解每公斤氢气的成本约为5美元，主要是由于工业水电解需要使用贵金属电催化剂铱、铂、钌等材料作为阴阳极电催化剂，应用成本高昂，同时也面临着电催化剂易于失活，稳定性不足等问题。因此，开发高效、稳定、廉价的催化剂对实际水电解具有重要意义。

2、随着纳米技术和合成科学的进步，单原子催化剂(sacs)在电催化领域取得了可喜的进展，单原子催化剂具有以下优势：(1)催化原子分布高度均匀；(2)充分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碱性全解水的甲壳素碳基单原子镍催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，助催化剂选自溴化钠和/或碘化钠，氧化剂选自次氯酸钠和/或过氧化氢。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述氧化反应的pH值为10～11，氧化反应的时间为3～6h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述超声处理采用细胞破碎装置于冰浴条件下进行，超声处理的频率为80～120kHz，超声处理的时间为1～5h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步...

【技术特征摘要】

1.一种碱性全解水的甲壳素碳基单原子镍催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，助催化剂选自溴化钠和/或碘化钠，氧化剂选自次氯酸钠和/或过氧化氢。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氧化反应的ph值为10～11，氧化反应的时间为3～6h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述超声处理采用细胞破碎装置于冰浴条件下进行，超声处理的频率为80～120khz，超声处理的时间为1～5h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，植酸水溶液与甲壳素纳米纤维悬浮液中甲壳素纳米纤维的体积质量比为(5～20):1ml/g。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延，彭雅楠，郭兆岗，
申请(专利权)人：无锡绿能电合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：