[發(fā)明專利]一種催化氧析出電極及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810393339.0 | 申請(qǐng)日： | 2018-04-27 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108468066B | 公開（公告）日： | 2019-07-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳燕;朱云敏;劉茜;何祖韻;劉美林 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C25B11/06 | 分類號(hào)： | C25B11/06;C25B1/04 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 雷月華 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電極 析出 催化氧 制備 電解水 制備方法和應(yīng)用 參比電極電壓 電極制備過(guò)程 貴金屬催化劑 雙鈣鈦礦材料 金屬催化劑 可逆氫電極 催化活性 電解液 納米線 氧析出 催化 恒壓 可控 能耗 應(yīng)用 飽和 施加 | ||
本發(fā)明屬于催化電解水技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種催化氧析出電極及其制備方法與應(yīng)用。所述催化氧析出電極是在電解液中施加相當(dāng)于飽和Ag/AgCl參比電極電壓?0.8～?0.4V的電壓，恒壓處理時(shí)間30～1800s制備得到。本發(fā)明的催化氧析出電極可作為降低電解水能耗的方法，提高貴金屬催化劑(RuO2，IrO2)，金屬催化劑(Co3O4)，雙鈣鈦礦材料PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+α納米線的催化活性，該處理方法簡(jiǎn)單易行，在電極制備過(guò)程中，電極的形狀和大小可控，且由該方法制備的催化氧析出電極在1～2V(相對(duì)于可逆氫電極)下的氧析出性能得到很大的改善，應(yīng)用前景良好。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電極制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化氧析出電極及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
目前，新能源轉(zhuǎn)換設(shè)備原料的選取中，氫氣原料具有非常大的潛能。氫能設(shè)備的比能量高、安全性能好，而且因其在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中完全沒(méi)有污染產(chǎn)生，作為新能源轉(zhuǎn)換設(shè)備具有廣闊的發(fā)展前景。目前，對(duì)氫氣的制備的最理想的方法是電解水。隨著科技的進(jìn)步及市場(chǎng)的不斷發(fā)展，提升電解水的效率日益顯得重要而迫切。因此降低電解水中的氧析出電極的過(guò)電勢(shì)是目前研究的重點(diǎn)，除了現(xiàn)有材料和電解水工藝的改進(jìn)之外，對(duì)現(xiàn)有氧析出催化劑的改性是比較熱門的研究方向之一，主要是通過(guò)提升電極的催化活性來(lái)實(shí)現(xiàn)電解水的能量消耗。
目前發(fā)現(xiàn)的有效的析氧催化劑：(1)貴重金屬氧化物，如IrO2和RuO2等；(2)具有催化活性的鈣鈦礦材料：LaCoO4，PrCoO4和PrMnO3等；(3)具有金屬摻雜的雙鈣鈦礦材料：Ca1.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+α和PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+α等；(4)金屬氧化物，如Co3O4和NiO2等。由于貴金屬，雙鈣鈦礦材料與金屬氧化物的催化活性強(qiáng)，制備相對(duì)簡(jiǎn)單，特別是金屬氧化物，雙鈣鈦礦材料還有催化壽命長(zhǎng)，低毒和原料豐富等優(yōu)點(diǎn)，是電解水首選的氧析出材料之一。
但是，在制備貴金屬，金屬氧化物和雙鈣鈦礦材料催化氧析出電極的同時(shí)，氧析出電極的性能仍需要進(jìn)一步提高，一方面原因是貴金屬催化劑的價(jià)格昂貴，一方面原因是雙鈣鈦礦材料電導(dǎo)率較低，另一方面則是氧析出催化劑電極與酸堿電解液的匹配問(wèn)題。常規(guī)的商用電解液為堿性，電解液自身同時(shí)也會(huì)促使氧析出催化劑材料形貌改變、結(jié)構(gòu)坍塌、活性位點(diǎn)減少等惡性反應(yīng)，從而影響其催化活性。常規(guī)的氧析出催化劑改性包括過(guò)渡金屬摻雜，非金屬元素的摻雜，石墨烯，二硫化鉬等二維材料的混合和H2，NH3等還原氣體熱處理改性等，但是這類改性方法制備工藝較為繁瑣，催化劑的制備成本較高。
因此開發(fā)一種制備工藝簡(jiǎn)單，氧析出過(guò)電勢(shì)較低的電極迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種催化氧析出電極的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述催化氧析出電極的制備方法制備的電極。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述催化氧析出電極的應(yīng)用。
本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種催化氧析出電極的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：
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