[發明專利]一種Ag/α-Co(OH)2

有效

• 申請號: 202110342027.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113134361B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 吳靜波;寧天雅;柯文韜;曹珈旖;尚子彬;張蓉仙;何苗苗
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;H01M4/90;C25B1/04;C25B11/091
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本發明屬于新能源材料和電化學催化領域，公開了一種銀負載的Ag/α?Co(OH)subgt;2/subgt;析氧催化劑的制備方法及其應用。本發明以簡便的光化學沉積方法，制備一種過渡金屬析氧催化劑，由于貴金屬Ag的引入，該催化材料在激光照射下，產生表面等離子體共振效應，致使電催化析氧反應性能進一步提高。該復合催化劑在不同功率的綠色激光照射下，在1.0M?KOH電解液中表現出優異的OER催化性能。Ag/α?Co(OH)subgt;2/subgt;?3％在10mA?cmsupgt;?2/supgt;的電流密度下，過電位為278mV。綠色激光照射時，在500mW和1000mW光強下，過電位分別降為269mV、243mV。本發明所述催化劑可作為可再生燃料電池、可充電金屬?空氣電池或電解水領域的電催化劑。

技術領域

本發明屬于新能源材料和電化學催化領域，涉及一種過渡金屬析氧催化劑的制備方法，具體涉及一種Ag/α-Co(OH)₂納米復合材料的制備方法。

背景技術

新能源和能源轉移技術的開發和應用可以在很大程度上解決日益嚴重的環境污染和日益增長的能源需求問題。在眾多方法中，電解水作為一種有前途的可再生清潔能源技術而受到廣泛關注。水分解反應可分為兩個半反應，即析氫反應(HER)和析氧反應(OER)。然而，在電子傳遞過程中，析氧反應(OER)是一個緩慢的動力學過程，這可能會增加電解水的能耗，從而降低整體效率。為了提高能量轉換效率，迫切需要尋找高效、低成本、環境友好的OER催化劑。由于在堿性環境下較低的過電位和Tafel斜率，二氧化釕(RuO₂)和二氧化銥(IrO₂)成為目前公認的傳統商業OER催化劑。但貴金屬的稀缺性、穩定性差、制造成本高，極大地限制了其大規模化生產與應用。

近年來，由于低成本、富稀土等優點，過渡金屬基OER電催化劑的開發和設計，受到了廣泛關注。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，解決上述問題。為此提供了一種原料豐富，價格低廉且制備工藝簡單的析氧電催化劑的制備方法及其應用。

本發明通過以下詳細的技術方案來實現上述目的：

一種Ag/α-Co(OH)₂析氧催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)按比例將六水合氯化鈷、氯化鈉、六次甲基四胺依次溶解在去離子水和乙醇的混合溶液中，然后將混合溶液在油浴中攪拌加熱；加熱后產生了含有綠色顆粒的懸浮液，離心收集固體產物，洗滌，在室溫下風干，最終產物α-Co(OH)₂；

(2)將步驟(1)制備的α-Co(OH)₂在去離子水中超聲分散，然后將?Ag(NH₃)₂OH溶液滴加到上述分散好的α-Co(OH)₂懸浮液中，遮光條件下攪拌，然后在氙燈光照條件下照射，反應結束后，產物通過離心收集,并用水和乙醇洗滌，冷凍干燥后取出，即得Ag負載的α-Co(OH)₂。

步驟(1)中，六水合氯化鈷，氯化鈉，六次甲基四胺的物質的量為1:5:6，其中，六水合氯化鈷的濃度為0.005-0.015mol/L。

步驟(1)中，去離子水和乙醇的混合溶液中，去離子水和乙醇體積比為9:1。

步驟(1)中，反應溶液在油浴中在磁性攪拌下加熱至70～100℃，加熱時間為1～3h。

步驟(1)中，收集產物時7000rpm離心2min，洗滌時用去離子水和無水乙醇洗滌多次。

步驟(2)中，Ag(NH₃)₂OH溶液是通過緩慢滴加稀釋的氨水溶液的方法將硝酸銀水溶液配置成Ag(NH₃)₂OH溶液的。