[發(fā)明專利]一種高活性自支撐OER電催化劑材料及其制備方法與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110228794.7
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113019398B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 樊唯鎦;陳宗亮;周潔;焦嬌嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;B01J35/04;C25B1/04;C25B11/04;C25B11/03
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

1.一種高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，所述電催化劑材料包括泡沫鎳基體以及在泡沫鎳基體上原位生長的具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)的NiFe₂O₄/Ni₃S₄/Ni(OH)₂材料；所述NiFe₂O₄/Ni₃S₄/Ni(OH)₂材料的微觀形貌為Ni(OH)₂納米片與NiFe₂O₄納米顆粒相連接，所述Ni(OH)₂納米片與NiFe₂O₄納米顆粒連接界面處原位生長有Ni₃S₄納米顆粒；

制備方法包括步驟如下：

（1）將預處理后的泡沫鎳置于鐵源水溶液中，進行水熱反應；反應完成后，經(jīng)洗滌、干燥得到NiFe₂O₄/Ni(OH)₂/NF復合材料；

（2）將步驟（1）所得NiFe₂O₄/Ni(OH)₂/NF復合材料置于硫源水溶液中，進行硫化反應；反應完成后，經(jīng)洗滌、干燥得到NiFe₂O₄/Ni₃S₄/Ni(OH)₂/NF復合材料，即為高活性自支撐OER電催化劑材料；所述的硫源為Na₂S?9H₂O，所述的硫源水溶液的濃度為0.005 -0.01mol/L。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，所述Ni(OH)₂納米片的厚度為100-140nm，橫向長度為300-400 nm；所述NiFe₂O₄納米顆粒的粒徑為30-40nm，Ni₃S₄納米顆粒的粒徑為8-12 nm。

3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，步驟（1）中所述的預處理步驟為：將泡沫鎳依次在1mol/L的HCl溶液、去離子水、無水乙醇中分別超聲處理20 min，在30℃條件下真空烘干。

4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，步驟（1）中所述的泡沫鎳的厚度為1-2mm；所述的鐵源為Fe(NO₃)₃?9H₂O，所述的鐵源水溶液的濃度為0.015-0.02 mol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，步驟（1）中所述的水熱反應的溫度為110-130℃，水熱反應時間為8-10h；所述的洗滌為使用去離子水進行洗滌3-5次，所述干燥為在50-60℃下干燥10-12h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，步驟（2）中所述的硫化反應的溫度為70-90℃，硫化反應的時間為4-5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高活性自支撐OER電催化劑材料，其特征在于，步驟（2）中所述的洗滌為使用去離子水進行洗滌3-5次，所述干燥為在50-60℃下干燥10-12h。

8.權(quán)利要求1-7任一項所述高活性自支撐OER電催化劑材料的應用，作為OER催化劑用于電解水析氧反應。