[发明专利]一种非贵金属Ni-Mo-P-B高效电催化析氢电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种非贵金属Ni‑Mo‑P‑B高效电催化析氢电极的制备方法，包括以下步骤：选取包括多晶石墨棒在内的碳材料作为基底电极；将基底依次经过打磨、超声水洗、无水乙醇洗、水洗、干燥步骤，最后得到的样品密封备用；将六水合硝酸镍、磷钼酸、二水合柠檬酸钠、硼酸加入去离子水中，充分搅拌至完全溶解制得电镀液；在25—60℃条件下，将处理好的石墨棒基底放入作为阴极，将高纯石墨棒作为阳极，在30—75mA·cm^‑2条件下进行阴极电沉积，沉积时长60—120min，电镀完后将工作电极取出，用去离子水冲洗，晾干后即得所述非贵金属Ni‑Mo‑P‑B高效电催化析氢电极。本发明降低了生产成本，且制备得到的高效电催化析氢电极具有超高电催化析氢性能与高稳定性。

技术领域

本发明涉及材料及氢能领域，具体涉及一种非贵金属Ni-Mo-P-B高效电催化析氢电极的制备方法。

背景技术

氢能作为一种高效、清洁、理想的二次能源，越来越受到各国的重视。其中，电解水制氢具有可再生性、产品纯度高、制备过程本身无污染等优点，是可再生能源储存的有效途径。然而，目前电解水制氢的阴极材料仍存在成本高、过电位高导致能耗高等问题，因此研究析氢电极推动氢能技术的发展具有重要意义。铂系贵金属被认为是阴极产氢的最佳电催化剂，然而其很低的自然储量带来了高昂的成本问题，从而限制了其大规模产业化应用。为了解决这些问题，我们通过简单的电化学沉积的方法将Ni-Mo-B-P负载在廉价的高纯多晶石墨电极上，并保证了其拥有可以媲美铂基催化剂的超高电催化析氢性能与高稳定性。同时，简单的制备方法，成本低廉以及制备过程环保无污染的特点使得其有希望可以运用于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非贵金属Ni-Mo-P-B高效电催化析氢电极的制备方法，其降低了生产成本，且制备得到的高效电催化析氢电极具有超高电催化析氢性能与高稳定性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种非贵金属Ni-Mo-P-B高效电催化析氢电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选取包括多晶石墨棒在内的碳材料基底

选取包括多晶石墨棒在内的碳材料作为基底电极；

(2)基底预处理

将基底依次经过打磨、超声水洗、无水乙醇洗、水洗、干燥步骤，最后得到的样品密封备用；

(3)电镀液配置

将六水合硝酸镍、磷钼酸、二水合柠檬酸钠、硼酸加入去离子水中，充分搅拌至完全溶解制得电镀液；

(4)施镀

在25—60℃条件下，将处理好的石墨棒基底放入作为阴极，将高纯石墨棒作为阳极，在30—75mA·cm^-2条件下进行阴极电沉积，沉积时长60—120min，电镀完后将工作电极取出，用去离子水冲洗，晾干后即得所述非贵金属Ni-Mo-P-B高效电催化析氢电极。

优选地，所述步骤(2)中基底预处理方法具体如下，将石磨棒的横截面在800目的砂纸上打磨之后，再在3000目砂纸上打磨光滑，然后在去离子水中超声2min以去除表面打磨出的碎屑，之后用无水乙醇洗与水洗之后晾干备用。

优选地，所述步骤(3)中电解液配置方法为：先在20mL去离子水中加入六水合硝酸镍、磷钼酸、二水合柠檬酸钠、硼酸，然后在25℃室温下搅拌至完全溶解，再加入离子水定容至40mL制得电镀液，其中六水合硝酸镍为0.05—0.2mol/L、磷钼酸为0.05—0.2 mol/L、二水合柠檬酸钠为0.1—0.3mol/L、硼酸为0—0.2mol/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：