[發(fā)明專利]一種半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵、電催化劑、制備方法及應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010720412.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-07-23 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111905736B | 公開（公告）日： | 2021-10-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳翔;王浩楠;孟汝汝;馬連波 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 安徽工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C25B1/04 | 分類號(hào)： | C25B1/04;C25B11/077 |
| 代理公司： | 合肥昊晟德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153 | 代理人： | 王瑞 |
| 地址： | 243032 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
| 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 半胱氨酸 功能 改性 羥基 氧化鐵 催化劑 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開一種半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵、電催化劑、制備方法及應(yīng)用，包括硝酸鐵和尿素按照1∶5的摩爾比在去離子水中混合得到第一混合液；第一混合液和醇液按照10～80∶1的體積比混合得到第二混合液；第二混合液和L?半胱氨酸按照25mmol/L～125mmol/L的濃度比混合攪拌，得到第三混合液；將第三混合液置于高壓反應(yīng)釜中，制備出羥基氧化鐵；將洗滌干燥過的羥基氧化鐵加入Nafion溶液混合，超聲后涂覆于泡沫鎳上，自然晾干后得到半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵電催化劑；本發(fā)明制備工藝簡單，制得的催化劑應(yīng)用到電催化產(chǎn)氧反應(yīng)中相比未改性的羥基氧化鐵，電催化性能得到大幅度的提升，并遠(yuǎn)優(yōu)于商用二氧化釕，且電催化析氧性能穩(wěn)定性好，適于工業(yè)化應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵、電催化劑、制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)
環(huán)境污染和能源危機(jī)促使人們尋找一種新的清潔能源代替化石能源，氫能作為一種高能量密度的可再生清潔能源，受到了人們的青睞。
電催化分解水是制氫的常用技術(shù)，然而電解水析氫反應(yīng)的速率(HER)受到析氧反應(yīng)(OER)的制約，因此提高析氧反應(yīng)電催化劑的效率是提高電解水制氫的關(guān)鍵。
目前已有報(bào)道的具有高性能析氧反應(yīng)的催化劑包括二氧化釕(RuO2)以及鐵、鈷、錳、鎳基納米材料等，但這些催化劑的電催化析氧性能較差，無法滿足工業(yè)化應(yīng)用的要求。
鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵電催化劑的制備方法，包括步驟：
S1，硝酸鐵和尿素按照1∶5的摩爾比在去離子水中混合均勻，得到第一混合液；
S2，所述第一混合液和醇液按照10～80∶1的體積比混合得到第二混合液；
S3，所述第二混合液和L-半胱氨酸按照25mmol/L～125mmol/L的濃度比混合攪拌均勻，得到第三混合液；
S4，將所述第三混合液置于高壓反應(yīng)釜中，用水熱法制備出半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵；
S5，將洗滌干燥過的所述半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵加入Nafion溶液混合，濃度為5mg/mL，超聲均勻后涂覆于泡沫鎳上，自然晾干后得到半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵電催化劑。
較佳的，所述步驟S2中，所述醇液為三乙醇胺、乙醇胺或二乙醇胺。
較佳的，所述步驟S4中，水熱反應(yīng)的溫度在120℃下，反應(yīng)12h。
較佳的，所述步驟S5中，用去離子水離心過濾、洗滌所得的所述半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵，并在60℃下干燥12h，所述Nafion溶液的質(zhì)量濃度為5％。
較佳的，一種半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵，通過所述半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵電催化劑的制備方法的步驟S1至S4制的。
較佳的，一種電催化劑，通過所述半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵電催化劑的制備方法制的，包括泡沫鎳基底及在泡沫鎳基底上涂覆成型的半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵催化層。
較佳的，一種所述半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵在水分解析氧反應(yīng)上的應(yīng)用。
較佳的，一種所述電催化劑在水分解析氧反應(yīng)上的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述半胱氨酸功能化改性的羥基氧化鐵電催化劑制備工藝簡單，制備得到的催化劑應(yīng)用到電催化產(chǎn)氧反應(yīng)(OER)中相比未改性的羥基氧化鐵，電催化性能得到大幅度的提升，并遠(yuǎn)優(yōu)于商用二氧化釕，且電催化析氧性能穩(wěn)定性好，適于工業(yè)化應(yīng)用。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于安徽工業(yè)大學(xué)，未經(jīng)安徽工業(yè)大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010720412.8/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
