一种硫掺杂改性自支撑电极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:42472711 阅读:28 留言:0更新日期:2024-08-21 12:56
本发明专利技术公开了一种硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,所述制备方法包括步骤:步骤1,以硫脲粉末为固相气化热试剂,导电碳材料为自支撑电极材料,通过固相气化热得到含硫碳材料;步骤2,将所述含硫碳材料进行高温煅烧,得到所述硫掺杂改性自支撑电极材料。本发明专利技术还公开了上述制备方法得到的硫掺杂改性自支撑电极材料及其在质子交换膜电解水析氧中的应用。本发明专利技术通过固相气化热法实现硫元素直接掺杂于自支撑导电碳材料表面,解决了催化材料在自支撑基底材料上脱落而失活的问题,通过硫原子调控实现导电碳材料电子构型的调整,显著提高导电碳材料在质子交换膜电解水应用中的析氧活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学能源转化领域,具体涉及一种硫掺杂改性自支撑电极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、电解水制氢是一项可真正意义上实现零碳无污染排放的技术。其中,质子交换膜电解水制氢因其电解质环境富含氢离子,可实现高电流密度工作,并且具有氢气纯度佳和电解效率高等优点,极具应用前景。

2、然而,由于质子交换膜电解水制氢工艺需要强酸环境,铁、钴、镍等过渡金属难以耐受酸腐蚀,使之阳极材料受限于铱/钌等贵金属催化剂,高昂的催化剂材料成本在一定程度上限制了其大规模工业化应用。现有技术集中于铱/钌使用量的减少,如cn116752187a公开了一种用于酸性电解水析氧的纳米多孔ir/ta2o5复合材料,如cn117285088a公开了一种用于酸性电解水制氢的氧化铱团簇组装体催化剂及其制备方法,如cn 116949488 a公开了一种碳载钌锰氧化物阳极析氧反应催化剂及其制备方法和应用。这些材料均采用通过提高铱/钌利用率的策略以期实现减少铱/钌含量。然而,其材料成本依旧无法规避贵金属铱/钌,甚至因受限于铱/钌,导致原料成本进一步提高。因此,开发一种新型耐酸高活本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中固相气化热所需的硫脲的量为2-4mmol。

3.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述导电碳基底材料选自碳纸、碳布或石墨中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中固相气化热的温度为180-200℃。

5.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中固...

【技术特征摘要】

1.一种硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中固相气化热所需的硫脲的量为2-4mmol。

3.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述导电碳基底材料选自碳纸、碳布或石墨中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的硫掺杂改性自支撑电极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中固相气化热的温度为180-200℃。

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【专利技术属性】
技术研发人员:雷超君张蕊赵宇张艇段振伟
申请(专利权)人:杭州师范大学
类型:发明
国别省市:

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