[發(fā)明專利]一種雙功能催化劑β-Ni(OH)2 有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911189928.8 | 申請日： | 2019-11-28 |
| 公開（公告）號： | CN110773173B | 公開（公告）日： | 2022-05-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊敬賀;許秀紅;楊朵;高貝貝;任李萍 | 申請（專利權(quán)）人： | 鄭州大學(xué) |
| 主分類號： | B01J23/755 | 分類號： | B01J23/755;C25B1/04;C25B11/052;C25B11/054;C25B11/061;C25B11/075 |
| 代理公司： | 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131 | 代理人： | 張智偉 |
| 地址： | 450001 河南省鄭州*** | 國省代碼： | 河南;41 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 功能 催化劑 ni oh base sub | ||
本發(fā)明屬于電催化領(lǐng)域，公開用一種雙功能催化劑β?Ni(OH)2/NF及其制備方法和用途。所述催化劑的結(jié)構(gòu)是在泡沫鎳NF上原位生長β?Ni(OH)2。制備步驟：（1）、將泡沫鎳分別用丙酮、水和鹽酸超聲清洗，最后再用水沖洗干凈；（2）、將水溶性銅鹽、磷酸或磷酸鹽、尿素混合溶于水中，攪拌均勻后加入保護(hù)劑，室溫下靜置；所述保護(hù)劑為油酸、亞油酸或油胺；（3）、將步驟（1）所得泡沫鎳放置到步驟（2）所得溶液中，100~180℃水熱反應(yīng)6~24 h；（4）、水熱結(jié)束后冷卻至室溫，取出泡沫鎳用水和乙醇沖洗，干燥，即得雙功能催化劑β?Ni(OH)2/NF。本發(fā)明制備的電催化劑β?Ni(OH)2/NF在析氫反應(yīng)和析氧反應(yīng)中都有優(yōu)異的催化性能以及長期穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電催化領(lǐng)域，具體涉及用一種雙功能催化劑β-Ni(OH)2/NF及其制備方法和用途。
背景技術(shù)
目前，全球能源短缺、環(huán)境污染、化石燃料枯竭等問題日益突出，開發(fā)綠色、可再生、清潔能源成為亟待解決的問題。氫作為化石燃料的替代品，被認(rèn)為是一種綠色、清潔、可再生的能源，因此在很多研究中都有涉及。電化學(xué)水裂解是最重要的制氫方法，它由析氫反應(yīng)(HER) 和析氧反應(yīng) (OER) 兩部分組成。事實(shí)上，電化學(xué)析氫反應(yīng)是一個(gè)非常簡單的反應(yīng)，但由于析氧過程動(dòng)力學(xué)緩慢，形成一個(gè)O2分子需要轉(zhuǎn)移四個(gè)電子，這極大地阻礙了電化學(xué)水分解制氫。因此，析氧反應(yīng)是電化學(xué)水分解的關(guān)鍵步驟，是一個(gè)高耗能的過程。只有加速析氧反應(yīng)才能提高整個(gè)電化學(xué)水分解制氫的效率。目前，貴金屬催化劑RuO2、IrO2和Pt已被發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)越的OER和HER活性，但其成本高、嚴(yán)重的稀缺性和耐久性差阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。
近年來的研究表明，過渡金屬、Fe、Co、Ni及其氧化物、氫氧化物、氮化物、磷酸鹽和硒化物不僅在堿性電解質(zhì)溶液中表現(xiàn)出優(yōu)異的OER和HER的電化學(xué)性能，而且具有廉價(jià)、豐富的地球資源。但是目前文獻(xiàn)上的合成該類催化劑的方法大都不太好掌握催化劑的形貌，容易發(fā)生團(tuán)聚和難以重復(fù)等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要在于提供一種雙功能催化劑β-Ni(OH)2/NF及其制備方法和用途，用于解決電催化劑容易團(tuán)聚以及表面形貌難以控制的問題，所得催化劑用于電催化水裂解，具有高穩(wěn)定性和高重復(fù)率。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：
一種雙功能催化劑β-Ni(OH)2/NF，所述催化劑的結(jié)構(gòu)是在泡沫鎳NF上原位生長β-Ni(OH)2。
一種雙功能催化劑β-Ni(OH)2/NF的制備方法，包括如下步驟：
（1）、將泡沫鎳分別用丙酮、水和鹽酸超聲清洗，最后再用水沖洗干凈；
（2）、將水溶性銅鹽、磷酸或磷酸鹽、尿素混合溶于水中，攪拌均勻后加入保護(hù)劑，室溫下靜置；所述保護(hù)劑為油酸、亞油酸或油胺；
（3）、將步驟（1）所得泡沫鎳放置到步驟（2）所得溶液中，100~180 ℃水熱反應(yīng)6~24h；
（4）、水熱結(jié)束后冷卻至室溫，取出泡沫鎳用水和乙醇沖洗，干燥，即得雙功能催化劑β-Ni(OH)2/NF。
較好地，步驟（1）中，泡沫鎳的尺寸規(guī)格為長*寬*厚=（26~34）mm *（6~14）mm *（1~2）mm。
較好地，步驟（1）中，鹽酸的濃度為2.5~3.5 M。
較好地，步驟（2）中，所述水溶性銅鹽為三水合硝酸銅、二水合氯化銅或硫酸銅，所述磷酸鹽為磷酸二氫鈉或磷酸二氫鉀。
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