[發明專利]一種含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210202614.2
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114411172B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 鄧騰;李增華;許德如;鄒少浩;張健;徐智鵬;郭世超;曾皓軒
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/091
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 田靈菲

1.一種含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：含錳-鎳前驅體的制備：

將錳鹽、鎳鹽、月桂酸、均苯三甲酸和溶劑混合，得初始反應溶液，進行甲醇溶劑熱反應，反應后經純化，得含錳-鎳前驅體土黃色固體粉末Mn-Ni MIL；

S2：錳-鎳/碳基底的制備：

將S1中制得的含錳-鎳前驅體粉末Mn-Ni MIL，進行熱處理，反應結束后自然降溫，得含錳-鎳/碳組分的黑色固體粉末Mn₃O₄-Ni/C；

S3：含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備：

將上述步驟S2所得含錳-鎳/碳粉末Mn₃O₄-Ni/C、七水合硫酸亞鐵與去離子水混合，加熱反應，反應結束后，得到含錳-鎳-鐵三元金屬的黑色固體粉末材料Mn₃O₄-Ni/C@FeOOH。

2.根據權利要求1所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述溶劑為甲醇。

3.根據權利要求1所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述錳鹽為硝酸錳、硫酸錳、氯化錳和醋酸錳中的一種或多種，所述鎳鹽為硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳和醋酸鎳中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述錳鹽濃度為0.001-0.008mol/L，所述鎳鹽濃度為0.001-0.002mol/L，所述月桂酸濃度為0.05-0.15mol/L，所述均苯三甲酸濃度為0.01-0.03mol/L。

5.根據權利要求1所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，甲醇溶劑熱反應的溫度為100～150℃；步驟S2中，所述熱處理的溫度為400～600℃；步驟S3中，所述加熱反應的溫度為35～60℃。

6.根據權利要求1所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，甲醇溶劑熱反應的時間≥1h；步驟S2中，所述熱處理的時間≥1h；步驟S3中，所述加熱反應的時間≥0.2h。

7.根據權利要求1所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述錳-鎳/碳粉末Mn₃O₄-Ni/C與七水合硫酸亞鐵的質量比為1:4～1:1，所述七水合硫酸亞鐵的濃度為0.05～2.5mg/mL。

8.如權利要求1～7任一項所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑的制備方法制備得到的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑。

9.如權利要求8所述的含錳-鎳-鐵三元金屬電解水催化劑在驅動催化電解水反應中的應用。