[发明专利]一种中空泡沫自体催化电极及其制备方法

权利要求书

1. 一种中空泡沫自体催化电极，其特征在于，是由过渡金属催化剂构筑的中空泡沫结构电极，并由导电过渡金属催化剂覆盖高分子泡沫后，再由高温处理去除高分子泡沫而得到；其中，所述过渡金属催化剂选自过渡金属与硼、磷、碳、氮、硫、氧的一种或几种元素组成的合金或化合物；所述过渡金属为镍、钴、铁、铈、铜、锰、钒、钨、钼中的一种或几种；按质量计，催化剂中过渡金属元素含量60-95 %，其它元素含量5-40 %，总量满足100%；所述高分子泡沫选自密胺树脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫。

2.一种如权利要求1所述的空泡沫自体催化电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）高分子泡沫基体的活化处理：

将待活化的高分子泡沫完全浸没在活化剂中，温度为30-60 ℃，反应时间为5-20 min；用去离子水将活化后的基体洗净，完成活化；

（2）镀液配制：

将催化剂前驱体过渡金属盐、还原剂、络合剂、缓冲剂及水按比例混合，制得镀液；

（3）化学镀：

将步骤（1）制得的活化基体浸入步骤（2）制得的镀液中，反应温度为10-80℃，反应时间为0.5-15 h；反应结束，取出基体，用去离子水冲洗，干燥，获得负载型泡沫催化电极；

（4）退火处理：

将步骤（3）获得的负载型泡沫催化电极在真空或热处理气氛中进行退火处理，退火温度为300-800 ℃，时间为1-6 h；冷却后取出，获得中空泡沫自体电极。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述高分子泡沫基体选自密胺树脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫；所述活化剂为含有金属盐与还原剂的溶液，其中金属盐选自硫酸镍或硫酸钴、氯化镍或氯化钴，其浓度为0.05-0.5 mol/L；还原剂选自硼氢化物、八氢三硼酸盐、亚磷酸盐、肼，其浓度为0.05-1.5 mol/L；还原剂与金属盐的摩尔比为1：1-1：3。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述过渡金属盐，其阳离子选自镍、钴、铁、铈、铜、锰、钒、钨、钼中的一种或几种，阴离子选自氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子、醋酸根离子、草酸根离子中的一种或几种；过渡金属盐浓度为5-80g/L。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述还原剂选自硼氢化物、次亚磷酸盐；其中，硼氢化物选自硼氢化钠、硼氢化钾、氨硼烷、胺硼烷化合物、八氢三硼酸盐中的一种或几种；次亚磷酸盐阳离子选自铵、氢、钠、钾、镁、钙、铁、钴、镍中的一种或几种；还原剂浓度为1-50g/L。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述络合剂选自氨水、胺、柠檬酸钠、醋酸钠、乳酸钠、丙二酸钠；络合剂浓度为10-25g/L。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述缓冲剂选自乙酸钠、硼酸、氯化铵、硫酸钠；缓冲剂浓度为5-15g/L。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热处理气氛为氮气、氨气或硫蒸气。