[發(fā)明專利]一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010132490.6
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111437819A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范愛玲;曹小強(qiáng);謝登奎;龐偉;高殿超;郭亞琪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C25B11/06;C25B1/04;B01J35/10
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法，其特征在于,是按以下步驟完成：

(1)泡沫鎳的預(yù)處理：

將商業(yè)泡沫鎳浸入到0.5M～2M稀鹽酸中超聲10min～20min，取出后先用無水乙醇超聲清洗10min～15min，再用去離子水沖洗3次～5次，得到去除雜質(zhì)的泡沫鎳；

(2)配制鎳鐵鹽溶液A：

將鐵鹽、鎳鹽和尿素溶解到去離子水中，磁力攪拌5min～15min，得到鎳鐵鹽溶液A；

步驟(2)中所述的鎳鹽為六水合硝酸鎳，鐵鹽為九水合硝酸鐵；溶液A中鎳鹽和鐵鹽總的濃度為0.015～0.02mol/L；鎳鹽濃度0.008～0.015mol/L，鐵鹽0.005～0.01mol/L；)，尿素濃度為0.15～0.2mol/L；

(3)配制鈷鹽溶液B：

將鈷鹽和尿素溶解到去離子水中，磁力攪拌5min～15min，得到鈷鹽溶液B；

步驟(3)中所述的鈷鹽為六水合硝酸鈷，溶液B中鈷鹽濃度為0.01～0.015mol/L，尿素濃度為0.15～0.2mol/L；

(4)一次水熱反應(yīng)：

將鎳鐵鹽溶液A倒入不銹鋼高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，接著將處理的泡沫鎳浸入鎳鐵鹽溶液A中，然后封閉高壓反應(yīng)釜，并將其移入電烘箱中加熱8小時(shí)～10小時(shí)后，冷卻到室溫，取出后用去離子水沖洗3次～5次，得到鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列；

(5)二次水熱反應(yīng)：

將鈷鹽溶液B倒入不銹鋼高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，接著將鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列試樣浸入鈷鹽溶液B中，然后封閉高壓反應(yīng)釜，并將其移入電烘箱中再次加熱8～10小時(shí)后，冷卻到室溫，取出后用去離子水沖洗3～5次，得到鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列；

(6)干燥：

將鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列試樣傾斜放置于燒杯中，便于正反兩面受熱均勻，然后將燒杯轉(zhuǎn)移到電烘箱中干燥，得到鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法，其特征在于步驟(1)中所述的商業(yè)泡沫鎳的厚度為1.2mm～1.7mm,孔徑為200μm～400μm。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法，其特征在于步驟(1)中所述的超聲頻率為40Hz～60Hz。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法，其特征在于步驟(4)中所述的電烘箱溫度為120℃～140℃。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法，其特征在于步驟(5)中所述的電烘箱溫度為120℃～140℃。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種合成鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑的方法，其特征在于步驟(6)中所述的鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列試樣傾斜40°～60°放置于燒杯中，并將燒杯移入電烘箱，在70～80℃溫度下干燥1～2小時(shí)，得到鎳鐵鈷網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑。

7.按照權(quán)利要求1所述的一種鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列雙功能電催化劑的應(yīng)用，其特征在于鈷摻雜鎳鐵網(wǎng)狀納米片陣列高效雙功能電催化劑用于堿性環(huán)境中催化電解水的析氫反應(yīng)和析氧反應(yīng)。