析氧催化剂及其制备方法和应用技术

本申请提供了一种析氧催化剂及其制备方法和应用，所述析氧催化剂包括镍基底材料和附着在所述镍基底材料上的核壳结构，所述核壳结构包括内核和外壳层，所述内核包括NiS<subgt;2</subgt;，所述外壳层包括NiFe基层状氢氧化物，所述NiFe基层状氢氧化物包括NiFe层状氢氧化物和掺杂于所述NiFe层状氢氧化物中的硫离子和钨离子。核壳结构有助于电子的快速转移、电解液的渗透以及反应气体的释放；硫离子和钨离子阴阳离子共掺杂，改善了NiFe层状氢氧化物中金属的电子结构，优化了反应中间体的结合能，提升了NiFe层状氢氧化物的导电性能，最终显著提升了析氧催化剂的活性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及催化剂，特别是涉及一种析氧催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着传统化石燃料的日渐枯竭和能源需求的不断增加，寻找合适的清洁能源迫在眉睫。氢因其高能量密度和对环境的友好性而被认为是最有希望的候选者。目前，电解水是一种比较有吸引力的大规模制氢策略，电解水包括析氢反应和析氧反应。然而，由于多电子过程缓慢和激活势垒高，析氧反应抑制了电解水的商业应用，因此，研究人员致力于寻求合适的析氧催化剂以破解电解水难题。

2、目前，常用的析氧催化剂是贵金属产品iro2和ruo2，贵金属产品iro2和ruo2作为析氧催化剂在大电流密度下（100 ma cm-2、500 ma cm-2、1000 ma cm-2），其起始电位小，但是过电位高，催化活性不够理想。因此，研究人员致力于开发高活性、低成本的析氧催化剂。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种析氧催化剂及其制备方法和应用，能够在大电流密度下具有高催化活性。

2、本申请的一个方面，提供了一种析氧催化剂，所述析氧催化剂包括镍基底材料和附着本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种析氧催化剂，其特征在于，所述析氧催化剂包括镍基底材料和附着在所述镍基底材料上的核壳结构，所述核壳结构包括内核和外壳层，所述内核包括NiS2，所述外壳层包括NiFe基层状氢氧化物，所述NiFe基层状氢氧化物包括NiFe层状氢氧化物和掺杂于所述NiFe层状氢氧化物中的硫离子和钨离子。

2.如权利要求1所述的析氧催化剂，其特征在于，所述外层的厚度为1~2µm。

3.如权利要求1所述的析氧催化剂，其特征在于，所述硫离子的含量为16 wt%~20wt%。

4.如权利要求1所述的析氧催化剂，其特征在于，所述钨离子的含量为6 wt%~10 wt%。

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【技术特征摘要】

1.一种析氧催化剂，其特征在于，所述析氧催化剂包括镍基底材料和附着在所述镍基底材料上的核壳结构，所述核壳结构包括内核和外壳层，所述内核包括nis2，所述外壳层包括nife基层状氢氧化物，所述nife基层状氢氧化物包括nife层状氢氧化物和掺杂于所述nife层状氢氧化物中的硫离子和钨离子。

2.如权利要求1所述的析氧催化剂，其特征在于，所述外层的厚度为1~2µm。

3.如权利要求1所述的析氧催化剂，其特征在于，所述硫离子的含量为16 wt%~20wt%。

4.如权利要求1所述的析氧催化剂，其特征在于，所述钨离子的含量为6 wt%~10 wt%。

5.如权利要求1~4任一项所述的析氧催化剂，其特征在于，所述镍基底材料为泡沫镍。

6.一种析氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述s3中，所述硫化处理的温度为180℃~380℃。

8.如权利要求6所述的析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述铁源、所述镍源和所述钨源以铁元素、镍元素和钨元素的摩尔比为1：2~6：0.5~5的比例混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵敏华，孙燕，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：