[發明專利]鈷-鎳-鉬基復合材料及其制備方法、基于鈷-鎳-鉬基復合材料的析氫電極及家電設備

有效

• 申請號: 202110138195.6
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN114921704B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 辛森森;王府;王明
• 申請（專利權）人: 蕪湖美的廚衛電器制造有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C30/02;C22C19/03;C22C19/05;C25D3/56;C25B11/052;C25B11/089;C25B1/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林德強

本發明公開了鈷?鎳?鉬基復合材料及其制備方法、基于鈷?鎳?鉬基復合材料的析氫電極及家電設備，所述鈷?鎳?鉬基復合材料中含有Co、Mo和Ni；其中，所述Co的質量百分數為25％?35％；Ni質量百分數為40％?50％；Mo質量百分數為15％?35％。根據本發明的電鍍過程，在電解液中添加有檸檬酸鹽，利于鉬元素的沉積。利用本發明方案的復合材料制得的析氫電極具有良好的催化析氫性能，能夠代替催化制氫領域所使用的價格昂貴的貴金屬基電極，此外，該材料還可作為耐腐蝕鍍層，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于析氫電極技術領域，具體涉及鈷-鎳-鉬基復合材料及其制備方法、基于鈷-鎳-鉬基復合材料的析氫電極及家電設備。

背景技術

隨著化石燃料日益枯竭，各種新能源被不斷開發利用。氫能作為一種可再生的二次能源，其來源廣、熱值高、清潔、燃燒穩定性好，是繼化石燃料等非可再生能源之后新一代被廣泛采用的能源載體。

目前，最主要的制氫手段為堿性電解水制氫。但因電解過程中析氫、析氧過電位的存在使反應耗能較大，制氫成本太高而無法得到有效推廣。

另一方面，高活性析氫電催化劑的選擇也是當前制氫技術一大痛點。含鉑(Pt)貴金屬催化劑是一種公認的高活性析氫電催化劑，但鉑在自然界的儲量很少，價格較為昂貴，從而限制了它的大規模使用。近年來，一些非貴金屬硫化物(如MoS₂、CoS₂等)、磷化物(如FeP、MoP、Co₂P等)、碳化物(Mo₂C)、氮化物等及其與載體材料(如石墨烯、碳納米管、泡沫鎳等)的復合材料等用于催化制氫被廣泛研究開發，但這些復合材料的制備均需要高溫，產率低，制備過程過于苛刻，并且材料本身也具有復合性差等問題。

因此，為了降低能耗，開發低成本且具有高催化活性的析氫材料具有重要的意義。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的上述技術問題之一。為此，本發明提供了一種鈷-鎳-鉬基復合材料，該鈷-鎳-鉬基復復合材料不僅具有較好的催化析氫效果，同時，還能有效降低生產成本。

本發明還提出上述鈷-鎳-鉬基復合材料的制備方法。

本發明還提出上述鈷-鎳-鉬基復合材料的應用。

具體而言，根據本發明的第一方面提供了一種鈷-鎳-鉬基復合材料，該鈷-鎳-鉬基復合材料中含有Co、Ni和Mo；其中，所述Co的質量百分數為25％～35％；Ni質量百分數為40％～50％；Mo質量百分數為15％～35％。

根據本發明實施方式的鈷-鎳-鉬基復合材料，至少具有如下有益效果:本發明方案選擇價格相對低廉的鈷元素、鎳元素和鉬元素作為主要原料，替代了現有技術中的貴金屬鉑和釕，在實現低過電位的同時，還節約了材料的制備成本和使用成本。

根據本發明的一種實施方式，上述鈷-鎳-鉬基復合材料中還含有其他元素，所述其他元素包括Fe、Cu、Cr和W中的一種或多種。

本發明方案的鈷-鎳-鉬基復合材料不僅可用于催化析氫領域，還可用于耐腐蝕鍍層領域，可通過添加少量的Cu或Fe族元素提升析氫性能，也可添加Cr或W提升其耐腐蝕性能；此外，添加Cu元素還可減少材料表面裂紋的產生，提升材料的穩定性。

本發明的第二方面提供了本發明第一方面所述的鈷-鎳-鉬基復合材料的制備方法，包括以下步驟:

將基體材料置于電鍍液中，以電沉積的方式，在該基體材料的表面形成鈷-鎳-鉬基復合材料，即得；

其中，所述電沉積的沉積電流密度為130mA/cm²～150mA/cm²，沉積時間為20min～30min。