[發明專利]Ni-W-P/CNTs/CC催化電極及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910483895.1
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110067004B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 盛敏奇;吳瓊;施嘉倫;呂凡
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/06;C25B11/12;C23C16/26
• 代理公司: 寧波高新區核心力專利代理事務所(普通合伙) 33273
• 代理人: 袁麗花

本發明公開了一種Ni?W?P/CNTs/CC催化電極，其包括復合碳材料基底(CNTs/CC)、以及原位生長在所述復合碳材料基底(CNTs/CC)上的Ni?W?P復合催化材料；所述復合碳材料基底包括碳布(CC)、以及生長在所述碳布(CC)上的碳納米管(CNTs)。上述Ni?W?P/CNTs/CC催化電極，催化電極材料Ni?W?P原位生長在復合碳材料基底(CNTs/CC)上，復合碳材料自身非常穩定，是良好的導電載體，在其上原位生長Ni?W?P復合催化材料，可以形成穩固的自支撐催化電極，進而可以提高電極催化活性和穩定性。上述Ni?W?P/CNTs/CC催化電極，不采用粘合劑，故而避免粘合劑所帶來的表觀催化活性差以及工作穩定性差的問題。本發明還提供了上述Ni?W?P催化電極的制備方法及其應用。

技術領域

本發明屬于催化材料技術領域，涉及一種Ni-W-P/CNTs/CC催化電極及其制備方法及應用。

背景技術

能源與環境問題是目前全人類面臨的兩個主要問題。由于氫氣具有高能量密度及零排放(不排放任何溫室效應氣體)的特點，被認為是最具潛力的清潔能源載體，同時氫氣可以通過氫燃料電池等方式驅動各類電子設備及動力汽車。

電解水制氫是最理想的可持續制氫途徑之一，但是由于析氫和析氧反應過電位高，會導致電解水反應能量轉換率降低，因此，為了降低能源損耗，提高能量轉換效率，需要研發高效的催化電極材料，減小電解水反應析氫和析氧過程的過電位。

目前，貴金屬基催化材料表現出很高的電催化活性，其中Pt族金屬和貴金屬氧化物分別具有較佳的析氫和析氧電催化活性。但由于其價格昂貴、儲量稀少，極大的限制了其工業應用，因此尋找能夠替代貴金屬的低成本材料成為研究的熱點。

此外，大部分催化材料都呈粉末狀，必須用粘合劑將其涂覆在基底電極上，由于粘結劑的存在會導致電極電阻增加、活性位點減少并掩蔽反應離子的擴散通道，極大地降低了催化電極材料的表觀催化活性。同時，粘合劑自身的附著力難以保證，在電解過程中，其形成的固化膜易脫落，從而導致催化電極的工作穩定性差。

發明內容

基于此，有必要提供一種新的Ni-W-P/CNTs/CC催化電極。

一種Ni-W-P/CNTs/CC催化電極，包括：

復合碳材料基底；所述復合碳材料基底包括碳布、以及附在所述碳布上的碳納米管；

以及Ni-W-P復合催化材料，原位生長在所述復合碳材料基底上。

上述Ni-W-P/CNTs/CC催化電極，催化電極材料Ni-W-P原位生長在復合碳材料基底上，復合碳材料自身非常穩定，是良好的導電載體，在其上原位生長Ni-W-P復合催化材料，可以形成穩固的自支撐催化電極，進而可以提高電極催化活性和穩定性。上述Ni-W-P/CNTs/CC催化電極，不采用粘合劑，故而避免粘合劑所帶來的表觀催化活性差以及工作穩定性差的問題。

本發明還提供了上述Ni-W-P/CNTs/CC催化電極的制備方法。

一種Ni-W-P/CNTs/CC催化電極的制備方法，包括如下步驟：

復合碳材料基底；所述復合碳材料基底包括碳布、以及生長在所述碳布(CC)上的碳納米管；

在所述復合碳材料基底(CNTs/CC)上原位生長Ni-W-P復合催化材料。

上述Ni-W-P/CNTs/CC催化電極的制備方法，通過原位生長的方式將Ni-W-P復合催化材料附在復合碳材料基底上，從而避免采用粘合劑，進而避免粘合劑所帶來的表觀催化活性差以及工作穩定性差的問題。

可選地，所述Ni-W-P復合催化材料通過水熱法生長于所述復合碳材料基底上。

可選地，在所述復合碳材料基底上原位生長Ni-W-P復合催化材料，包括如下步驟：