一种生长在泡沫镍上的CoP/Co(OH)2海胆状异质结催化剂的制备方法及应用于阴离子交换膜水电解技术

本发明专利技术属于纳米材料制备领域，公开了一种生长在泡沫镍上的CoP/Co(OH)2海胆状异质结催化剂及其制备方法与应用。以碱式碳酸钴(CoCH)为前驱体，通过低温磷化法生成晶相CoP基底，再经电沉积工艺在其表面均匀包覆无定形Co(OH)2层，成功构建自支撑的磷化/羟基异相结构催化剂(CoP/Co(OH)2)。获得的CoP/Co(OH)2展现出优异的全解水性能，得益于异相结构的高活性比表面积(Cdl＝44.66mF cm‑2)与界面快速电子传导特性(Rct＝0.43Ω)；组装成2电极全解水时，在电流密度为250mA cm‑2时的槽电压仅1.780V，并持续运行24h后，性能基本保持不变，电压波动率低于0.5％。将CoP/Co(OH)2制成2×2cm2自支撑电极构筑AEMWE，在1A cm‑2超高电流密度下仅需2.08V槽压，并且可稳定运行250h，其衰减率为80μV h‑1，同时通过气体计量与法拉第定律计算得出制氢效率达96.2％，验证了其在大规模制氢应用中的工程化潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料制备领域，特别涉及一种生长在泡沫镍上的cop/co(oh)2海胆状异质结催化剂的制备方法及应用于阴离子交换膜水电解。

技术介绍

1、传统化石能源使用导致碳排放激增，氢能作为零碳能源载体，可通过燃料电池等技术实现高效利用，覆盖交通、工业、电力等难以脱碳领域。随着全球能源结构向清洁化转型，电解水制氢技术因其零碳排放特性成为实现绿色氢能经济的核心途径之一。阴离子交换膜水电解(aemwe)结合了碱性电解的低成本与质子交换膜电解的高效率优势，尤其适合与可再生能源耦合运行。然而，aemwe的大规模应用仍面临关键瓶颈：贵金属催化剂依赖度高(如pt/c、iro2)、阳极析氧反应(oer)动力学缓慢等问题。

2、传统催化剂依赖铂、铱等贵金属，成本高昂且资源稀缺。近年来，过渡金属化合物(如nife硫化物、co3o4纳米片)因其高本征活性被广泛研究，但其导电性差、活性位点暴露不足，且在高电流密度下易发生结构重构或元素浸出，导致性能衰减。例如，nife层状双氢氧化物(ldhs)虽具有高oer活性，但其稳定性不足。此外，催化剂与基底材料的界面结合强本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种生长在泡沫镍上的CoP/Co(OH)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的生长在泡沫镍上的CoP/Co(OH)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，盐酸溶液的浓度为3～5mol/L，处理时间为10～15分钟，乙醇溶液的体积分数为99％，处理时间为10～15分钟，干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～6小时。

3.根据权利要求1所述的生长在泡沫镍上的CoP/Co(OH)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，钴源选择六水合硝酸钴，并在水溶液中加入量为11.642g/L。...

【技术特征摘要】

1.一种生长在泡沫镍上的cop/co(oh)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的生长在泡沫镍上的cop/co(oh)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，盐酸溶液的浓度为3～5mol/l，处理时间为10～15分钟，乙醇溶液的体积分数为99％，处理时间为10～15分钟，干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～6小时。

3.根据权利要求1所述的生长在泡沫镍上的cop/co(oh)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，钴源选择六水合硝酸钴，并在水溶液中加入量为11.642g/l。

4.根据权利要求1所述的生长在泡沫镍上的cop/co(oh)2海胆状异质结催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，水热反应温度为120～150℃，干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～6小时。

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁定胜，谢志文，张埕锴，胡朝霞，袁黎明，王晗，
申请(专利权)人：佛山市高科合创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：