[發明專利]一種高性能的堿式碳酸鹽類電解水催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110800211.3
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113638000A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 吳仁兵;孫莉莉
• 申請（專利權）人: 徐州天啟新材料科技有限公司
• 主分類號: C25B11/075
• 分類號: C25B11/075;C25B1/04;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 張開

本發明公開了催化劑技術領域的一種高性能的堿式碳酸鹽類電解水催化劑及其制備方法，該電解水催化劑為生長在泡沫金屬基底上的堿式碳酸鹽納米片，在堿式碳酸鹽納米片上覆蓋總面積90?95％的碳酸鈣，將上述封裝的反應釜加熱至一定溫度并反應，反應結束后停止加熱，得到均勻生長在泡沫金屬骨架上的堿式碳酸鹽納米片陣列電解水催化劑，再將碳酸鈣置于反應釜內進行反應，使得碳酸鈣附著在堿式碳酸鹽納米片陣列電解水催化劑的表面，本發明通過在堿式碳酸鹽納米片上覆蓋總面積90?95％的納米碳酸鈣，通過碳酸鈣的不溶于的特性減緩催化劑的釋放速率，保障催化劑能夠長效持久的釋放，保障了電解水氫氧的析出。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，具體為一種高性能的堿式碳酸鹽類電解水 催化劑及其制備方法。

背景技術

能源作為人類社會各種生產活動的基石，是人類生產力發展的最主要推 動力。從古至今，化石能源作為人類主要利用的能源，其消耗速度隨著人類 發展變得越來越快，特別是進入工業化社會以來，現有的儲存即將在幾個世 紀內消耗殆盡。化石能源消耗速度的增加以及越來越嚴重的環境污染問題引 起了公眾的廣泛關注，因此，發展一種可持續發展的替代能源是當務之急。 在這些解決能源問題的方法中，由于環境友好以及零二氧化碳排放等優點， 電解水生成氫氣和氧氣作為燃料受到了廣泛的關注。其中將太陽能電池裝置與電解水裝置聯用，可以將難儲存的光能轉化成易儲存、易運輸的化學燃料， 是解決能源問題的一個有希望的途徑。堿性條件下的電解水具有無污染、操 作方便、技術成熟、易于大規模化生產等優點，是學術界研究的重點之一。

但是，現有的電解水通過催化劑電解時，將催化劑置于電解水內進行反 應，由于催化劑直接與電解水接觸，催化劑會急速的釋放，造成電解水無法 均勻的與催化劑融合，嚴重影響了電解水的氫氧的析出。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性能的堿式碳酸鹽類電解水催化劑及其制 備方法，以解決上述背景技術中提出的現有的電解水通過催化劑電解時，將 催化劑置于電解水內進行反應，由于催化劑直接與電解水接觸，催化劑會急 速的釋放，造成電解水無法均勻的與催化劑融合，嚴重影響了電解水的氫氧 的析出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高性能的堿式碳酸鹽 類電解水催化劑，該電解水催化劑為生長在泡沫金屬基底上的堿式碳酸鹽納 米片，在堿式碳酸鹽納米片上覆蓋總面積90-95％的碳酸鈣。

優選的，所述堿式碳酸鹽為過渡金屬堿式碳酸鹽。

優選的，所述過渡金屬堿式碳酸鹽中的過渡金屬選自鈷、鐵、鎳、錳和 銅中的一種或幾種。

優選的，所述泡沫金屬選自泡沫鎳、泡沫鐵、泡沫鈷或泡沫銅。

優選的，所述碳酸鈣為納米碳酸鈣。

一種高性能的堿式碳酸鹽類電解水催化劑的制備方法，該高性能的堿式 碳酸鹽類電解水催化劑的制備方法包括如下步驟：

S1：將可溶性過渡金屬乙酸鹽和六亞甲基四胺溶于有機醇溶劑，攪拌使 其溶解均勻，并轉移至反應釜中，然后再將泡沫金屬放入所述反應釜中；

S2：將上述封裝的反應釜加熱至一定溫度并反應，反應結束后停止加熱， 得到均勻生長在泡沫金屬骨架上的堿式碳酸鹽納米片陣列電解水催化劑；

S3：再將碳酸鈣置于反應釜內進行反應，使得碳酸鈣附著在堿式碳酸鹽 納米片陣列電解水催化劑的表面。

優選的，所述步驟S2中的反應釜加熱溫度為90-250℃，反應時間為1-3h。

優選的，所述步驟S3中的反應釜加壓到10-11MPa，加熱溫度為 800-900℃，反應時間為30-45min。