[发明专利]一种析氢电极及其制备和应用

权利要求书

1.一种析氢电极，其特征在于：所述电极以泡沫金属为基底，其上负载有金属球状颗粒，颗粒表面覆盖一层纳米级厚度的氢氧化物层和微量的催化剂铂纳米粒子；

所述泡沫金属为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁中的一种；金属球状颗粒中的金属为镍、钴、钼中的一种或二种以上，所述金属氢氧化物为氢氧化镍或氢氧化钴或氢氧化钼中的一种或二种以上；

表面的金属镀层颗粒堆积而成的孔道直径在0.5-2 um，相邻颗粒相互贴合或颗粒与颗粒之间存在着1-100 nm的缝隙，颗粒表面的氢氧化物层具有直径在10-100 nm孔道。

2. 如权利要求1所述析氢电极，其特征在于：所述金属球状颗粒直径为0.2-3 um；所述金属氢氧化物的厚度为5-200 nm；所述金属铂纳米粒子的直径为1-50 nm。

3. 如权利要求1所述析氢电极，其特征在于：如权利要求1所述析氢电极，其特征在于：催化剂铂的载量为2-50 ug/cm²，均匀分布在金属镀层表面，铂颗粒被金属的氢氧化物隔开。

4. 如权利要求1所述析氢电极，其特征在于：所述泡沫金属的厚度为0.5-3.0 mm，孔道数目为50-200 PPI，通孔率95-100%。

5.一种权利要求1-4任一所述析氢电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)金属镀层的制备：将泡沫金属浸渍于一含有氯化镍、氯化钴盐或钼酸铵中的一种或二种以上电镀液中进行电沉积反应；所述电沉积容量为10-300 C/cm²，于所述泡沫金属表面得金属颗粒构成的球状颗粒，所述球状颗粒的直径为0.2-3 um；

(2) 金属镀层的陈化处理：将步骤(1)所得具有金属镀层的泡沫金属置于含氯离子的水溶液中室温陈化处理，至球状颗粒生长出纳米片层状氢氧化物层；

(3)析氢电极的制备：将步骤(2)所得具有金属镀层且经陈化处理的电极浸渍于含有铂盐的化学沉积溶液中进行化学沉积反应至铂载量为2-50 ug/cm²，得未处理的析氢电极；

(4)析氢电极的后处理：将步骤(3)所得未处理的析氢电极置于氯化钠溶液中陈化处理，得析氢电极。

6. 如权利要求5所述析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述金属电镀液的pH值为3-6；电沉积反应的电流密度为100-4000 mA/cm²；反应温度为20-80℃；步骤(1)所述电镀液中钼盐、钴盐、镍盐浓度为0.1-1mol/L。

7.如权利要求5所述析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述化学沉积溶液为氯铂酸或氯亚铂酸时，所述溶液pH值为1-4，所述化学沉积溶液为氯铂酸钾或氯亚铂酸钾的碱性溶液时，所述溶液pH值为10-14；铂盐中铂含量在化学沉积溶液中的浓度为1-100ppm；化学沉积反应温度为20-80℃。

8.如权利要求5所述析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述含氯离子的水溶液为0.1-0.5mol/L的氯化钠或氯化铵或氯化钾中一种或二种以上的溶液；陈化处理时间为12-48小时；步骤(4)所述氯化钠溶液的浓度为0.1-0.5mol/L氯化钠溶液；陈化处理时间为12-120小时；陈化处理温度为15-40℃。

9.一种权利要求1-4任一所述析氢电极的应用，其特征在于：所述析氢电极为氢析出反应电极，为电解水制氢反应电极、或镁-水电池阴极。