[发明专利]一种电解水析氢阴极及其制备方法

权利要求书

1.电解水析氢阴极，其特征在于，包括多孔导电基底、纳米线阵列层、析氢催化剂层，所述纳米线阵列层为钴基纳米线阵列，所述析氢催化剂层为富镍的镍钼合金催化剂。

2.根据权利要求1所述的电解水析氢阴极，其特征在于，所述多孔导电基底可以为碳纸或碳布或泡沫镍。

3.根据权利要求1所述的电解水析氢阴极，其特征在于，所述钴基纳米线阵列为氢氧化钴、氧化钴、磷化钴、硫化钴、磷硫化钴中的一种。

4.根据权利要求1所述的电解水析氢阴极，其特征在于，所述析氢催化剂层中镍的原子百分比含量为60%~90%。

5.根据权利要求4所述的电解水析氢阴极，其特征在于，所述析氢催化剂层中镍的原子百分比含量为80%。

6.权利要求1所述电解水析氢阴极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）多孔导电材料的预处理；

（2）钴基纳米线阵列的生长：在预处理后的多孔导电材料上生长钴基纳米线阵列；

（3）制备富镍的镍钼合金催化剂层：采用镍钼双靶材共溅射法在生长有钴基纳米线阵列的多孔导电材料上沉积富镍的镍钼合金催化剂，得到样品A；

（4）电化学活化：将样品A放入在碱性溶液中，采用循环伏安、线性电压扫描、恒电流和恒电势方法中的一种进行电化学活化。

7.根据权利要求6所述电解水析氢阴极的制备方法，其特征在于，步骤（1）中多孔导电材料预处理过程为：将多孔导电材料依次经丙酮、异丙醇和去离子水超声清洗，并烘干。

8.根据权利要求6所述电解水析氢阴极的制备方法，其特征在于，步骤（2）中钴基纳米线阵列的生长，具体过程为：以多孔导电材料为基底，硝酸钴为钴源，采用水热法在多孔导电材料上生长钴基纳米线前驱体；并采用化学气相法或液相法对前驱体进行氢氧化、氧化、硫化、磷化或者硫磷化处理，获得相应的氢氧化钴、氧化钴、磷化钴、硫化钴、磷硫化钴纳米线阵列。

9.根据权利要求6所述电解水析氢阴极的制备方法，其特征在于，步骤（3）中制备富镍的镍钼合金催化剂层，具体过程为：将生长有钴基纳米线阵列的多孔导电材料作为基底置于磁控溅射系统中，抽真空，打开氩气开关，然后打开溅射电源，调节功率，采用纯度大于99.9%的镍靶和钼靶纯金属靶材，进行预溅射，开启样品旋转，打开挡板开始共溅射镍钼合金薄膜，溅射结束后，充入氮气破除真空，得到样品A。

10.根据权利要求6所述电解水析氢阴极的制备方法，其特征在于，步骤（4）中电化学活化：将样品A放入在1 mol/L的KOH溶液中，采用循环伏安、线性电压扫描、恒电流和恒电势方法中的一种进行电化学活化2小时以上。