[发明专利]一种超快速绿色室温合成镍铁氧析出电催化剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种超快速绿色室温合成镍铁氧析出电催化剂的方法，包括以下步骤：(1)将镍基底(泡沫镍、镍箔、镍网或镍片)置于酸中(超声)清洗，之后取出用去离子水清洗数次；(2)称取九水合硝酸铁溶于去离子水中，将处理后的镍基底置于溶液中；(3)将双氧水加入上述溶液中反应1～30min，再用去离子水和乙醇清洗数次，烘干，备用，得到镍铁氧析出电催化剂。本发明得到的镍铁氧析出电催化剂合成快速，工艺简单，操作便利，成本低廉，表现出优异的电催化析氧性能和稳定性，具有极大的工业化应用潜力。

技术领域：

本发明涉及一种高效氧析出电催化剂及其超快速制备方法；涉及应用超快速绿色室温合成镍铁 氧析出电催化剂；本发明还涉及该高效氧析出电催化剂的大规模生产及应用。

背景技术：

随着传统化石能源，例如石油、天然气等的不断消耗，能源和资源问题成为制约社会发展的重 大问题。清洁、可再生资源生产以及开发高效绿色的能量储存与转换设备成为人们研究的一大热点， 其中，氧气析出反应(oxygen evolution reaction,OER)发挥着核心作用。

氧气析出反应是水分解的半反应。由于是四电子多步反应，氧气析出反应的动力学缓慢，过电 势较高。贵金属及其化合物是具有较高氧析出反应活性的催化剂，然而其高昂的价格和较少的储量 限制了大规模的应用。镍铁化合物由于优异的催化性能、低廉的价格以及丰富的储量被认为是最具 潜力的析氧电催化剂材料。

发明内容：

本发明的目的在于，设计一种超快速绿色室温合成镍铁氧析出电催化剂(NiFeO_xH_y)及制备方法； 本发明的目的还在于，提供了上述镍铁氧析出电催化剂的工业化应用途径。

为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：一种超快速绿色室温合成镍铁氧析出电催化 剂的方法，包括以下步骤：(1)将镍基底(泡沫镍、镍箔、镍网或镍片)置于酸液中(超声)清洗， 之后取出用去离子水清洗数次；(2)称取九水合硝酸铁溶于去离子水中，将处理后的镍基底置于溶 液中；(3)将双氧水加入上述溶液中反应1～30min，再清洗(如用去离子水和乙醇清洗数次)，烘 干，备用，得到镍铁氧析出电催化剂。

本发明的一种超快速绿色室温合成镍铁氧析出电催化剂，通过对镍基底的快速氧化刻蚀制得， 由基底和活性组分构成；所述活性组分为上述方法得到的镍铁氢(羟基)氧化物；所述基底为镍基 底(泡沫镍、镍箔、镍网或镍片)。

优选的，所述步骤(1)中处理基底用酸为6mol/L盐酸。

优选的，所述镍铁氧析出催化剂为微米薄层，孔径分布为1～2μm。

优选的，所述镍铁氧析出催化剂为微米薄层，厚度约为1～2μm。

优选的，所述的用于电催化氧析出的镍铁氧析出电催化剂，所述导电基底优选泡沫镍。厚度为 1.0～1.6mm，孔隙率为50～99％。

所述镍铁氧析出电催化剂的应用，由所述镍铁氧析出电催化剂制备的氧析出电极可应用于电解 水、电催化二氧化碳还原、电催化氮还原等需要消耗质子的反应体系；尤其使用碱性电解液，电解 液温度为10～95℃。

由所述的镍铁氧析出电催化剂制备的氧析出电极的活性测试条件为：以1.0mol/LKOH作为氧 析出的电解液，测试为三电极体系，铂片或碳质材料作为对电极，饱和Ag/AgCl作为参比电极。