[发明专利]FeCoNiBOx

说明书

本发明涉及FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料及基于其的OER电催化修饰电极。包括FeCoNiBO_x修饰的聚吡咯/还原氧化石墨烯(PPy/rGO)纳米片，即FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料，及基于其的氧析出反应(OER)电催化修饰电极。该电极包括以玻碳电极为基底电极，及附着在玻碳电极上的FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米片。以FeCoNiBO_x为催化中心，PPy/rGO纳米片作为基底材料可以促进OER的电子传输，因此提高了水分解的反应速率，并显示出较低的过电位，使这种纳米材料修饰电极在水分解方面表现出了较高的电化学活性及良好的稳定性。

技术领域

本发明属于电化学催化领域，具体涉及一种电催化修饰电极及其制备方法和应用。

背景技术

基于氢气高比能含量和碳中性的燃烧产物，长期以来一直被认为是代替化石燃料、满足全球能源消耗的替代燃料。而以可再生能源为动力的两种半反应的环保产氢方式已被广泛探索。

电解水产氢可谓是原料丰富，方法简单，且氢气具有极为广泛的应用。而与析氢反应(HER) 相比，具有多步骤、四电子过程的析氧反应(OER)因其缓慢的动力学而备受限制。通过加入催化剂从而提高OER活性则成为电解水的关键。常规的Ir/Ru类催化剂在OER中扮演着重要角色。然而其含量稀少、价格昂贵和稳定性差等缺点对其大规模应用产生了极大限制。因此开发出一种能够电催化水分解尤其是能提高OER活性的化学修饰电极对于水的电催化裂解的研究有着重要意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种价格低廉，催化性能高的FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料。

本发明的目的之二是提供一种用FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料制备OER电催化修饰电极用于电催化裂解水。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料，制备方法包括如下步骤：

1)在超声辐射的条件下，将吡咯(Py)原位化学聚合于GO纳米片上，得聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)纳米片；

2)将PPy/GO纳米片分散于水中，然后依次加入CoCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O、NiCl₂·6H₂O 和NaBH₄，搅拌均匀，所得反应体系在冰水浴中进行反应，所得产物依次用蒸馏水和乙醇进行洗涤，离心，真空干燥，得FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料。

优选的，上述的FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料，按质量比，CoCl₂·6H₂O:FeCl₃·6H₂O: NiCl₂·6H₂O:PPy/GO＝1:1.12:1:1。

优选的，上述的FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米才材料，步骤2)中，将所得反应体系调节pH＝7，在冰水浴中进行反应1h。

优选的，上述的FeCoNiBO_x/PPy/rGO纳米材料，步骤1)中，在超声辐射的条件下，将吡咯(Py)原位化学聚合于Hummers法制备的GO纳米片上，获得PPy/GO纳米片。