[发明专利]一种电催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种电催化剂及其制备方法，方法包括：将泡沫镍进行清洗；将过渡金属盐、生长调节剂和沉淀剂混合于溶剂中，并搅拌均匀后转移到反应釜中，加入洗好的泡沫镍，浸泡5~30min，于100~200℃条件下反应6~24h，得到金属氢氧化物纳米片；将所述金属氢氧化物纳米片放入无水乙醇中，进行搅拌，然后加入钛酸四丁酯，最后在加入去离子水，反应1~4h，得到二氧化钛包覆的金属氢氧化物纳米片；将所述二氧化钛包覆的金属氢氧化物纳米片与磷化物分别放入瓷舟的两侧，在惰性气氛的保护下，在200~500℃的条件下煅烧1~3h，煅烧完成后降温至室温，得到二氧化钛包覆的金属磷化物纳米片。该方法生产成本低，工艺简单。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种电催化剂及其制备方法。

背景技术

随着社会的不断进步与发展，人们对能源的需求越来越多，要求也越来越高，从之前不可再生的化石燃料逐渐变为太阳能、风能、氢能等可再生的能源；目前，氢气作为一种可再生的高能燃料，被认为是未来燃料电池最有前途的能源载体。为了达到提高氢气的产率，开发高效、廉价的电催化剂来生产具有成本效益和高纯度的氢是至关重要的。虽然研究人员在提高氢气纯度这一方面做了巨大贡献，但是大多采用的还是Pt基催化剂，虽然它的催化活性相较于其它的催化剂性能更优越，但是Pt基催化剂具有成本高、活性低和耐久性不足等缺点，限制了它的进一步发展与应用。因此，研究制备出一种高活性高稳定性的非贵金属催化剂制备高纯度的氢气是至关重要的。

对于非贵金属催化剂的制备材料，人们的研究重点逐渐由贵金属转向非贵金属或者金属氧化物，主要体现在对于金属催化剂的选择上。目前很多文献中都报道了许多非贵金属催化剂并应用于析氢，并且取得了不错的电催化性能。虽然如此，但是还远远不能达到商业化应用的要求。而且，催化剂的种类繁多，合成工艺手段难以控制，对于催化活性的形成机理研究较为困难，不利于成本低、活性高和耐久性好，适合于商业化应用的电催化剂的研发。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电催化剂及其制备方法，旨在解决现有的氢析出电催化剂成本高、活性低和耐久性不足的问题。

本发明的技术方案如下：

一种电催化剂的制备方法，其中，包括：

步骤A、将泡沫镍进行清洗；

步骤B、将过渡金属盐、生长调节剂和沉淀剂混合于溶剂中，并搅拌均匀后转移到反应釜中，加入洗好的泡沫镍，浸泡5~30min，于100~200℃条件下反应6~24h，得到金属氢氧化物纳米片；

步骤C、将所述金属氢氧化物纳米片放入无水乙醇中，进行搅拌，然后加入钛酸四丁酯，最后在加入去离子水，反应1~4h，得到二氧化钛包覆的金属氢氧化物纳米片；

步骤D、将所述二氧化钛包覆的金属氢氧化物纳米片与磷化物分别放入瓷舟的两侧，在惰性气氛的保护下，在200~500℃的条件下煅烧1~3h，煅烧完成后降温至室温，得到二氧化钛包覆的金属磷化物纳米片电催化剂。

所述的电催化剂的制备方法，其中，所述步骤A包括：将泡沫镍分别放在盐酸、去离子水、无水乙醇中清洗10~20min。

所述的电催化剂的制备方法，其中，所述步骤B中，所述过渡金属盐选自过渡金属的硝酸盐、过渡金属的氯盐中的一种或几种。

所述的电催化剂的制备方法，其中，所述过渡金属选自钴、镍、铁中的一种或几种。

所述的电催化剂的制备方法，其中，所述步骤B中，过渡金属盐和生长调节剂的摩尔比为0.5~3:2~5，过渡金属盐与沉淀剂的摩尔比为0.1~1:1~5。

所述的电催化剂的制备方法，其中，所述步骤B中，过渡金属盐、生长调节剂和沉淀剂的摩尔比为3:5:15。