[發明專利]一種泡沫銅自支撐鎳鋅雙金屬氫氧化物催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201811147743.6
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109161920B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;鞏穎波;馮亮亮;曹麗云;徐瑞
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C25B11/06
• 分類號: C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

本發明公開一種泡沫銅自支撐鎳鋅雙金屬氫氧化物催化劑的制備方法，采用的一步水熱反應直接合成最終產物，具有溫和的合成溫度，路徑簡單，易于操作，且所用原料都是廉價易得的，產物后處理簡單，對環境友好，適合大規模生產有望推廣到實際生產中；該方法制備的網狀結構的NiZn?LDH的長在泡沫銅基底上，形成了網狀結構的鏈接而成的網狀結構，產品形貌完整，納米網狀結構比表面積非常大，能提供很多反應場所，負載量多，加快了電子傳輸，對于實現雙功能電解水有非常重要的意義。

技術領域

本發明屬無機材料制備領域，涉及一種電催化材料方法，具體涉及一種泡沫銅自支撐鎳鋅雙金屬氫氧化物催化劑的制備方法。

背景技術

隨著化石燃料的枯竭及環境問題而受到人們的普遍重視，氫能是一種可再生的清潔能源,具有資源豐富、易儲存等許多突出的優點。電解水是有效的手段之一，水分解過程會產生氫氣和氧氣都是對環境友好的能源。通過裂解水和燃燒氫氣產生水這一可逆過程使得能源問題有了很好的解決方法。

水滑石又稱為層狀雙金屬氫氧化物(1ayered double hydroxides，LDHs)，是一種陰離子型層狀化合物，由于其具有獨特的二維層板結構、組成可調性，層間離子多樣性和可交換性，記憶效應等特點，作為水氧化反應(OER)催化劑有很好的前景。但是在實際應用中，催化劑材料本身導電性差和比表面積小，限制了其性能的提升。為了克服以上缺點，研究者一般通過兩種途徑來提高性能。一種是納米化，另一種是和一些導電性好的材料例如泡沫銅、碳布、泡沫銅等進行復合。

合成LDH的方法目前有共沉淀法、溶膠-凝膠法，沉淀法反應物洗滌過濾困難、此外消耗大量NaOH易于和金屬的其他陰離子形成雜質鹽、產物結晶度不高、操作復雜生產流程長、需要快速準確滴定pH，溶膠-凝膠法使用有機試劑危害大且難以去除、且層間陰離子不純樣品形貌不規整，間接合成方法有焙燒法和離子交換等方法，但工藝復雜、條件難以掌控。

最近研究表明，在以泡沫銅為基地、負載生長LDH是一種能有效提供超快的電解質運輸和電子轉移的結構。大多泡沫基地有加快電子傳輸和催化劑的作用，例如，生長在泡沫銅基地上的復合材料析氫反應(HER)更容易發生，同樣的泡沫銅基也有類似性能。對于粉體的LDH而言生長在基地上更容易加快它對水的分解和增強催化劑本身的活性和耐用性。目前，關于泡沫銅基地的應用尤為稀少，這是由于泡沫銅極易發生氧化且在與其他原料反應過程中生成其他不利的產物。穩定控制泡沫銅基體，使得它在合成反應中在可控方向上生長是需要進一步努力的方向。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明目的在于提出一種操作簡單，條件溫和，過程快捷便利的泡沫銅自支撐鎳鋅雙金屬氫氧化物催化劑的制備方法，制備的產品形貌完整，電化學性能優異和負載量多，且能實現雙功能催化。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種泡沫銅自支撐鎳鋅雙金屬氫氧化物催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將泡沫銅裁剪成小塊、浸入純丙酮溶液中超聲清洗后、再將泡沫銅浸入到鹽酸中進行超聲清洗，最后分別用乙醇與去離子水交替沖洗若干次，最后將沖洗完的泡沫銅保存在通過飽和氮氣的濃度為0.01～0.05mol/L的稀鹽酸中；