[發明專利]一種用于海水電解制氫陽極電催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202111585254.0
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114411164B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 苗鶴;劉付越;袁金良;戶睿淦
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/091
• 代理公司: 寧波甬享知識產權代理事務所(普通合伙) 33391
• 代理人: 黃飛隆

1.一種用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，所述陽極電催化劑以Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ為鈣鈦礦基體材料，所述Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ材料表面依次負載有CeO₂和NiFe-LDH；

所述陽極電催化劑制備方法包括以下步驟：

步驟S1：按照化學計量比稱取硝酸鋇、硝酸鍶、硝酸鈷和硝酸鐵，然后加入檸檬酸和EDTA，采用溶膠凝膠法合成Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ，再進行球磨操作，產物簡記為BSCF；

步驟S2：將一定量的BSCF粉末溶于少量酒精，再加入去離子水中，室溫攪拌，緩慢加入聚丙烯酰胺水溶液并繼續攪拌0.5～1h，離心過濾，得到產物BSCF@PAM；

步驟S3：將步驟S2得到的產物BSCF@PAM重新置于去離子水中，40～80℃水浴攪拌，緩慢分別加入一定量的硝酸鈰六水合物溶液和氫氧化鈉水溶液，繼續攪拌，隨后將產物離心過濾，于烘箱中干燥，最后將干燥的產物于馬弗爐中煅燒，得到產物,簡記為BSCF@CeO₂；

步驟S4：將步驟S3得到的一定量上述BSCF@CeO₂加入到去離子水中，40～80℃水浴攪拌，緩慢分別加入一定量的硝酸鐵和硝酸鎳水合物溶液及氫氧化鈉和碳酸鈉溶液，繼續攪拌，隨后將產物離心過濾，于烘箱中干燥，即得所述陽極電催化劑最終產物，簡記為BSCF@CeO₂@NiFe-LDH。

2.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，所述CeO₂在陽極電催化劑中的含量為4wt％～25wt％；所述NiFe-LDH在陽極電催化劑中的含量為21wt％～86wt％。

3.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，在步驟S1中，所述硝酸鋇、硝酸鍶、硝酸鈷、硝酸鐵中的所有金屬離子的摩爾數與EDTA和檸檬酸的化學計量比為：金屬離子∶EDTA∶檸檬酸＝1∶0.5～1.5∶2。

4.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，在步驟S1中，所述球磨條件為轉速控制在400～600rpm，球磨時間為0.5～1.5h。

5.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，在步驟S2中，所述PAM和BSCF的質量比為0.22～0.5：1。

6.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺為陽離子型，相對分子量為800～1000萬目。

7.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，在步驟S3中，所述干燥溫度為90～110℃，時間為10～12h；所述煅燒溫度為750～850℃，時間為1.5～2.5h。

8.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，在步驟S3中，所述硝酸鈰六水合物、氫氧化鈉和BSCF@PAM的摩爾比為0.16～1.0：0.512～3.2：0.8～1.0。

9.如權利要求1所述的用于海水電解制氫陽極電催化劑，其特征在于，在步驟S4中，所述硝酸鐵及硝酸鎳水合物、氫氧化鈉、碳酸鈉的總摩爾比為2.0～4.0：3.2～6.4：1～2。