[发明专利]高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂及其制备方法和应用，该制备方法为：将硝酸钴、硝酸镍、硫源在溶剂中进行溶剂热反应以制得高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂。该高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂具有优异的催化性能进而能够在析氢反应和析氧反应中的应用，同时该制备方法操作简单、反应条件温和、耗时短。

技术领域

本发明涉及电催化剂，具体地，涉及一种高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

对可再生清洁燃料和环境保护的需求不断增加，吸引了大量关于能源生产和转化的研设计高效稳定的电催化剂，已被公认为析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的主要目标之一，为从可再生资源大量生产氢气提供了最有前景的途径。然而，析氢反应和析氧反应都具有缓慢的动力学，受到过电位的极大限制；因此，具有强动力学的电催化剂可以有效地减少过电势，这是析氢反应和析氧反应的焦点。Pt和RuO₂仍然是析氢反应和析氧反应的基准。但是大规模的实际应用仍然受到稀缺性和高成本的制约。因此，寻求一种高效电解水产氢产氧的催化剂具有重要的研究意义。到目前为止，已经发现一些钴、镍、铁或钼基材料对HER和OER都具有电催化活性。

中国专利文献201610362802.6公开了一种部分硫化提高金属氢氧化物析氧电极性能的方法，通过水热合成法在预处理后的镍基底表面原位生长特殊的纳米花状金属氢氧化物，最后将制得的金属氢氧化物和硫源进行水热反应制备经基金属硫化物析氧电极。但该方法过程复杂，需要进行两步反应，而且该方法条件苛刻，需要通氮气，反应周期长。

中国专利文献201810212195.4公开了一种3D自组装花球状钒修饰的Ni₃S₂的组合方法，将洁净的金属镍浸入钒源，钒源与硫源源摩尔比为1：(1～12)、PH值为弱酸性或弱碱性的悬浊液，进行微波溶剂热反应，充分反应后，得到一种自组装花球状钒修饰的电催化剂材料。但该方法操作步骤复杂，条件要求苛刻且技术难度大。

中国专利文献201810393638.4公开了一种析氧电催化剂及其制备方法和应用，通过水热法和化学气相沉积法，合成了包覆泡沫石墨烯的海绵镍骨架，以此为载体，通过一步水热法和氨气烧结，制备得到。但是该方法操作步骤复杂，且反应周期较长，技术难度大，催化剂结构易坍塌。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂及其制备方法和应用，该高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂具有优异的催化性能进而能够在析氢反应和析氧反应中的应用，同时该制备方法操作简单、反应条件温和、耗时短。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂的制备方法，该制备方法为：将硝酸钴、硝酸镍、硫源在溶剂中进行溶剂热反应以制得高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂。

本发明还提供了一种高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂，该高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂通过上述的制备方法制备而得。

本发明进一步提供了一种如上述的高效氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂在析氢反应和析氧反应中的应用。

在上述技术方案中，本发明通过简单的一步溶剂热法制备氧化钴镍/氢氧化镍复合物电催化剂。该制备方法简单方便，易于控制，反应周期短，产率高，成本低，产品质量稳定且形貌均一。

本发明制备的一种花片组成的球状复合物电催化剂材料，是由纳米片组成的球状三维结构，增大了比表面积，从而增大电解液与电极的接触面积，提供更大更有效的活性反应面积，加快离子扩散和电子传导速率。该催化剂能有效的降低OER的过电位，有着良好的催化性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明