[发明专利]温和条件制备Au-Bi阳极析氧催化剂的方法及应用

摘要

本发明公开了一种Au‑B_i阳极析氧催化剂的制备方法及其在电解水阳极析氧反应中的应用。制备步骤包括：1）工作电极的处理；2）电解液和金属前驱体的准备；3）原位制备。本发明制备的Au‑B_i阳极析氧催化剂，其最佳制备条件下的电化学水氧化性能测试在0.1M K₃PO₄（pH=12.4）电解液中进行，析氧电流密度为6.5mA/cm²；1 mA/cm²处的析氧过电位为315mV，塔菲尔斜率为43.5mV/dec；平均析氧速率为116.381μmol/(cm²·h)，法拉第效率达到90.43%。本发明首次提出了金的氧化物在温和条件下的电化学制备方法，扩充了金属析氧催化剂的研究范围。

主权项

1.一种温和条件制备Au‑B_i阳极析氧催化剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、导电玻璃基底的制备：将厚度为≤10mm，表面电阻为≤10Ω/sq的导电玻璃裁成玻片；（2）、将导电玻璃玻片依次置于丙酮和无水乙醇溶液中进行超声清洗，清洗完毕后使用超纯水冲洗干净备用；（3）、氯化金钾溶液的配制：称取分析纯氯化金钾固体，配制0.02mol/L的氯化金钾溶液，将配制完毕的氯化金钾溶液存储备用；（4）、硼酸盐电解质的配制：称取分析纯四硼酸钾固体，配制0.2mol/L的四硼酸钾溶液，调节其pH至pH=11；（5）、使用量筒分别量取硼酸盐溶液40mL和38mL放入以微孔陶瓷玻璃为隔膜的H型电解槽中的阴极室、阳极室中；（6）、随后用移液管取2mL上述步骤（3）中配制的氯化金钾溶液于阳极室中；（7）、原位制备：采用三电极体系的电化学工作站，将导电玻璃玻片作为工作电极，铂柱电极作为辅助电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，使导电玻璃玻片与H型电解槽阳极室溶液相接触，将H型电解槽固定于25℃的恒温水浴中，采用控制电位电解库仑法，电沉积电压为1.0‑1.5 V之间；（8）、控制沉积的库伦量：通过导电玻璃玻片表面5‑25库仑的电量时停止，获得Au‑B_i阳极析氧催化剂。