[发明专利]一种Ag/α-Co(OH)2

说明书

本发明属于新能源材料和电化学催化领域，公开了一种银负载的Ag/α‑Co(OH)subgt;2/subgt;析氧催化剂的制备方法及其应用。本发明以简便的光化学沉积方法，制备一种过渡金属析氧催化剂，由于贵金属Ag的引入，该催化材料在激光照射下，产生表面等离子体共振效应，致使电催化析氧反应性能进一步提高。该复合催化剂在不同功率的绿色激光照射下，在1.0M KOH电解液中表现出优异的OER催化性能。Ag/α‑Co(OH)subgt;2/subgt;‑3％在10mA cmsupgt;‑2/supgt;的电流密度下，过电位为278mV。绿色激光照射时，在500mW和1000mW光强下，过电位分别降为269mV、243mV。本发明所述催化剂可作为可再生燃料电池、可充电金属‑空气电池或电解水领域的电催化剂。

技术领域

本发明属于新能源材料和电化学催化领域，涉及一种过渡金属析氧催化剂的制备方法，具体涉及一种Ag/α-Co(OH)₂纳米复合材料的制备方法。

背景技术

新能源和能源转移技术的开发和应用可以在很大程度上解决日益严重的环境污染和日益增长的能源需求问题。在众多方法中，电解水作为一种有前途的可再生清洁能源技术而受到广泛关注。水分解反应可分为两个半反应，即析氢反应(HER)和析氧反应(OER)。然而，在电子传递过程中，析氧反应(OER)是一个缓慢的动力学过程，这可能会增加电解水的能耗，从而降低整体效率。为了提高能量转换效率，迫切需要寻找高效、低成本、环境友好的OER催化剂。由于在碱性环境下较低的过电位和Tafel斜率，二氧化钌(RuO₂)和二氧化铱(IrO₂)成为目前公认的传统商业OER催化剂。但贵金属的稀缺性、稳定性差、制造成本高，极大地限制了其大规模化生产与应用。

近年来，由于低成本、富稀土等优点，过渡金属基OER电催化剂的开发和设计，受到了广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决上述问题。为此提供了一种原料丰富，价格低廉且制备工艺简单的析氧电催化剂的制备方法及其应用。

本发明通过以下详细的技术方案来实现上述目的：

一种Ag/α-Co(OH)₂析氧催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例将六水合氯化钴、氯化钠、六次甲基四胺依次溶解在去离子水和乙醇的混合溶液中，然后将混合溶液在油浴中搅拌加热；加热后产生了含有绿色颗粒的悬浮液，离心收集固体产物，洗涤，在室温下风干，最终产物α-Co(OH)₂；

(2)将步骤(1)制备的α-Co(OH)₂在去离子水中超声分散，然后将 Ag(NH₃)₂OH溶液滴加到上述分散好的α-Co(OH)₂悬浮液中，遮光条件下搅拌，然后在氙灯光照条件下照射，反应结束后，产物通过离心收集,并用水和乙醇洗涤，冷冻干燥后取出，即得Ag负载的α-Co(OH)₂。

步骤(1)中，六水合氯化钴，氯化钠，六次甲基四胺的物质的量为1:5:6，其中，六水合氯化钴的浓度为0.005-0.015mol/L。

步骤(1)中，去离子水和乙醇的混合溶液中，去离子水和乙醇体积比为9:1。

步骤(1)中，反应溶液在油浴中在磁性搅拌下加热至70～100℃，加热时间为1～3h。

步骤(1)中，收集产物时7000rpm离心2min，洗涤时用去离子水和无水乙醇洗涤多次。

步骤(2)中，Ag(NH₃)₂OH溶液是通过缓慢滴加稀释的氨水溶液的方法将硝酸银水溶液配置成Ag(NH₃)₂OH溶液的。