[发明专利]一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法有效
| 申请号： | 201310414962.7 | 申请日： | 2013-09-12 |
| 公开（公告）号： | CN103695959A | 公开（公告）日： | 2014-04-02 |
| 发明（设计）人： | 陈福义;尹祖伟 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | C25B11/03 | 分类号： | C25B11/03;C25B11/04;C25B1/04;C25D5/06;C25D7/04;C25C5/02 |
| 代理公司： | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人： | 慕安荣 |
| 地址： | 710072 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 多级 ni oh sub nicu 电极 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于电催化析氢领域，具体是一种用于电催化制氢的多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法。
背景技术
随着能源危机以及环境污染的日益加剧，各种新能源和可再生能源的开发已受到世界各国的高度重视，而氢气作为二次能源以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点，被视为最理想的能源载体。在众多的制氢技术中，电解水制氢被认为是通向“氢经济”的最佳途径。电解水制氢虽然具有产品纯度高、电解效率高、无污染等优点，但在电解过程中存在能耗高的问题，通过研发新的析氢电极，来降低电解槽阴极析氢过电位，是实现降低能耗的主要途径。
目前，析氢电极主要有贵金属及其氧化物电极、多孔电极以及镍基合金电极三大类。贵金属电极价格昂贵，多孔电极具有高的真实表面积，具有高的阴极析氢的表观电流密度，具有较强的催化析氢活性。镍基合金析氢电极兼有高活性和低成本的特点。结合多孔电极和镍基合金电极的双重优势，是目前析氢电极的发展趋势。
制备多孔镍基合金电极的方法主要有模板法和脱合金化法。模板法由于其多孔结构的尺寸和分布受限于模板结构，应用不广。脱合金化方法主要分为自由腐蚀法和电化学腐蚀法。
雷尼镍一类的多孔催化剂，是将NiAl、NiZn等合金，浸入浓碱中自由腐蚀十数个小时，将Al、Zn等较活泼成分腐蚀掉，得到多孔的Ni电极(H.X.Dong，T.Lei，Y.H.He.Electrochemical performance of porous Ni3Al electrodes for hydrogen evolution reaction.International Journal of Hydrogen Energy36(2011)12112-12120.)。以NiAl、NiZn为主的前驱体合金，制备方法也以凝固法、电沉积法为主，制备方法较为耗时耗力。这一块的内容已经有大量的研究，然而由于自由腐蚀速度较慢，腐蚀过程难以控制，耗时既长，也难以得到较为规整的多孔结构。
美国约翰霍普金斯大学的P.C.Searson等人(L.Sun，C.L.Chien，P.C.Searson.Fabrication of nanoporous nickel by electrochemical dealloying.Chem.Mater.16(2004)3125-3129.)采用电沉积法获得了单相均匀的NiCu合金，并首次采用电化学脱合金方法，将化学活性更低的Cu成分从合金中脱去，获得了多孔Ni膜，并将之用于磁性材料。台湾成功大学的蔡文达等人(J.K.Chang，S.H.Hsu，I.W.Sun.Formation of nanoporous nickel by selective anodic etching of the nobler copper component from electrodeposited nickel-copper alloys.J.Phys.Chem.C.112(2008)1371-1376.)发展了此项技术，利用电沉积方法获得了富Ni和富Cu的两相分离核壳结构，采用电化学脱合金方法获得多孔Ni膜，并以此为模板，应用于超电容器的制备。
美国阿贡实验室的Markovic等人(R.Subbaraman，D.Tripkovic，D.Strmcnik.Enhancing hydrogen evolution activity in water splitting by tailoring Li+-Ni(OH)2-Pt interfaces.Science334(2011)1256.)于2011年首次提出了氢氧化物修饰金属电极，大幅度提高析氢催化活性，并将其应用于一系列纯金属。
发明的内容（与权利要求书相呼应）
为克服现有制备Ni基前驱合金、自由腐蚀制备多孔Ni电极过程中存在的问题，本发明提出了一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法。
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