[发明专利]一种镍基非晶合金催化电极及其制备方法

说明书

一种镍基非晶合金催化电极，电极外层为金属网，内层为镍基非晶合金的片状颗粒或粉末，镍基非晶合金的具体合金成分为Ni 30‑95 wt%，合金元素为可以与镍一起电沉积的元素，如P、Co、Fe、Cr、Mo、W、Re等中的一种或多种元素的组合。电极的制备方法，包括以下步骤：1）镍基非晶合金镀层的制备；2）采用机械或物理的方法使镍基非晶合金镀层脱落；3）颗粒的破碎；4）采用金属网，裁剪、弯曲、钎焊制备成包覆层金属网；5）注入粗细合适的镍基非晶合金颗粒，制成镍基非晶合金催化电极。

技术领域

本发明涉及到电化学领域的催化电极，特别涉及到一种以镍基非晶合金粉末为催化剂的电极及其制备方法。

背景技术

非晶合金由于具有以下特点；①非晶态合金在很宽的范围内可以制成各种组成的样品，从而可以在较宽大范围内调变它们的电子性质；②催化活性中心可以以单一的形式均匀分布在化学均匀的环境中；③非晶态合金表面具有浓度较高的不饱和中心，且不饱和中心的配位数具有一定的范围，因而使其催化活性和选择性一般优于相应的晶态催化剂；④其表面的非多孔性是其摆脱了多项催化剂存在的反应物种的扩散影响表面反应的问题。

非晶态合金催化剂可以用于加氢、氧化、裂解、异构化等反应。目前，非晶态合金催化剂的制备方法有多种，一般来说可以将其分为两大类：液体骤冷法和原子（离子）沉积法。目前，非晶合金催化电极以沉积薄膜或镀层的二维催化电极为主，但其反应器面积较小，导致产率较小。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种镍基非晶合金催化电极及其制备方法。为达到上述目的，本发明的技术解决方案提供一种镍基非晶合金催化电极，电极为两层组成，外层为金属网，内层为镍基非晶合金的片状颗粒或粉末，镍基非晶合金的具体合金成分为Ni 30-95 wt %，合金元素为可以与镍一起电沉积的元素，如P、Co、Fe、Cr、Mo、W、Re等中的一种或多种元素的组合。

本发明的技术解决方案提供一种镍基非晶合金催化电极的制备方法，包括以下步骤：

1）镍基非晶合金镀层的制备

（a）金属基板被镀表面的脱脂及氧化膜去除；

（b）电镀液组成；主盐为可溶性镍盐0.5-4.5mol/L，酸0.2-1mol/L、络合剂0.5-8g/L、合金元素添加剂0.3-4.5mol/L，水余量；

上所述合金元素添加剂中，铁以硫酸亚铁或氯化亚铁（配还原剂0.5-2g/L）、铬以铬酐、钼以钼酸钠、钨以钨酸钠、钴以硫酸钴、磷以亚磷酸或可溶性次磷酸盐、Re以Re可溶盐的形式添加；

上述酸为多元中强酸如磷酸、硼酸等；

上述络合剂包括十二烷基苯磺酸钠、酒石酸、十二烷基硫酸钠、柠檬酸盐等；

（c）非晶合金镀层的制备：滴定强酸使电镀液pH值小于1，在金属基板表面采用电镀或电刷镀制备镍基非晶合金镀层，；

2）采用机械或物理的方法，如拉伸、轧制压延等方法使镍基非晶合金镀层脱落；

3）颗粒的破碎

（a）非晶合金颗粒的破碎，将剥落的非晶颗粒在真空或惰性气体保护条件下，采用球磨机、行星式球磨机等进行破碎，球磨方式为球磨2-5min，停2-5min间隔的方式，总球磨时间（包含球磨和停机时间）为0.5-5h，球料比为1-5:1；

（b）筛分成不同粗细的镍基非晶合金颗粒；

4）电极外层的成型

采用金属网，裁剪、弯曲、钎焊制备成包覆层金属网；

5）非晶合金颗粒的注入与电极的封装