[发明专利]一种镍铁氢氧化物复合材料、催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开一种镍铁氢氧化物复合材料、催化剂、制备方法及应用，按照1∶1～10的镍铁摩尔比，在硝酸铁溶液或氯化铁溶液中加入预处理过的泡沫镍，超声，待充分溶解后，得到镍铁混合溶液；将所述镍铁混合溶液放入电解池中，用碳布做工作电极，使用阴极沉积法在碳布上沉积出镍铁氢氧化物复合材料；沉积过的碳布经洗涤自然晾干后得到镍铁氢氧化物复合材料催化剂；本发明所述镍铁氢氧化物复合材料催化剂的制备工艺简单，制备得到的镍铁氢氧化物复合材料催化剂应用到电催化产氧反应中具有优异的催化性能，其析氧反应速率远优于传统溶液法制备的镍铁基电催化材料，且电催化析氧稳定性好，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及电催化材料制备技术领域，具体涉及一种镍铁氢氧化物复合材料、催化剂、制备方法及应用。

背景技术

环境污染和能源危机促使人们寻找一种新的清洁能源代替化石能源，氢能作为一种高能量密度的可再生清洁能源，受到了人们的青睐。

电催化分解水是制氢的常用技术，然而电解水析氢反应的速率(HER)受到析氧反应(OER)的制约，因此提高析氧反应电催化剂的效率是提高电解水制氢的关键。

目前已有报道的具有高性能析氧反应的催化剂包括二氧化钌(RuO₂)以及铁、钴、锰、镍基纳米材料等，但这些催化剂的电催化析氧性能较差，无法满足工业化应用的要求。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种镍铁氢氧化物复合材料催化剂的制备方法，包括步骤：

S1，按照1∶1～10的镍铁摩尔比，在硝酸铁溶液或氯化铁溶液中加入预处理过的泡沫镍，超声，待充分溶解后，得到镍铁混合溶液；

S2，将所述镍铁混合溶液放入电解池中，用碳布做工作电极，使用阴极沉积法在碳布上沉积出镍铁氢氧化物复合材料；

S3，沉积过的碳布经洗涤自然晾干后得到镍铁氢氧化物复合材料催化剂。

较佳的，在所述步骤S1中，所述泡沫镍的预处理为酸洗、水洗和乙醇洗。

较佳的，在所述步骤S2中，阴极沉积过程是在CHI660E电化学工作站上进行的，在三电极体系下，碳布作为工作电极，碳棒作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极。

较佳的，在所述步骤S2中，沉积温度是在室温下进行的，电沉积电流密度为20mA/cm²，沉积时间为10min。

较佳的，一种镍铁氢氧化物复合材料，通过所述镍铁氢氧化物复合材料催化剂的制备方法中步骤S1、步骤S2制得。

较佳的，一种镍铁氢氧化物复合材料催化剂，通过所述镍铁氢氧化物复合材料催化剂的制备方法制得，包括碳布基底及在碳布基底上沉积成型的镍铁氢氧化物复合材料催化层。

较佳的，一种镍铁氢氧化物复合材料在水分解析氧反应上的应用。

较佳的，一种镍铁氢氧化物复合材料催化剂在水分解析氧反应上的应用。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明所述镍铁氢氧化物复合材料催化剂的制备工艺简单，制备得到的镍铁氢氧化物复合材料催化剂应用到电催化产氧反应(OER)中具有优异的催化性能，其析氧反应速率远优于传统溶液法制备的镍铁基电催化材料，且电催化析氧稳定性好，具有良好的工业化应用前景。

附图说明

图1为实施例一制备的镍铁氢氧化物复合材料的SEM图；

图2为实施例十制备的镍铁氢氧化物复合材料的SEM图；

图3为实施例十一制备的镍铁氢氧化物复合材料的SEM图；