[發明專利]鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110777963.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113355682B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 劉守清;周漪雯
• 申請（專利權）人: 蘇州陽光氫能材料科技有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/091;C25B11/054
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

1.一種鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料的制備方法，其特征在于包括：使主要由氟化氫、氫氧化鉀、鈷鹽、亞鐵鹽、水組成的均勻水相混合反應體系于-2~99℃在氮氣保護下反應0.5~2h，獲得鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料，其化學式表示為MCo_(1-x)Fe_xF₃，M表示鉀離子，x=0.25，即化學式為KCo_0.75Fe_0.25F₃，所述鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料的晶體結構為鈣鈦礦型立方晶系，空間群為P_m3_m空間群。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于包括：對所述均勻水相混合反應體系通氮除氧20分鐘以上。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于具體包括：

向氟化氫、氫氧化鉀的混合溶液中加入電解質，并控制混合溶液的溫度在-2℃以下；

將鈷鹽、亞鐵鹽混合研磨后直接加入所述混合溶液中，超聲振蕩，之后升溫至85~99℃繼續反應0.5~2h，獲得鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述電解質選自硫酸鉀、硫酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈉、氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述超聲振蕩的時間在10h以下。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鈷鹽選自硫酸鈷、氯化鈷、硝酸鈷中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述亞鐵鹽為硫酸亞鐵銨。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于還包括：在所述反應完成后，靜置分層，分離出固體，洗滌干燥，獲得鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料。

7.由權利要求1-6中任一項所述方法制備的鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料。

8.權利要求7所述的鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料作為析氧電催化劑于電解水制氫領域中的應用。

9.一種電解水制氫的方法，其特征在于包括：

將權利要求7所述的鐵摻雜三氟合鈷酸鹽析氧電催化材料制成鐵摻雜三氟合鈷酸鹽電極，所述鐵摻雜三氟合鈷酸鹽電極包括碳糊電極、鎳基電極、鈦基電極或不銹鋼基電極；

以所述鐵摻雜三氟合鈷酸鹽電極為析氧電極，以鎳作為析氫電極，并與堿性水溶液配合形成電解水制氫體系，通過在析氧電極與析氫電極之間通電，實現電解水制氫。