[发明专利]一种硼化钴基析氧催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种硼化钴基析氧催化剂的制备方法，其包括如下步骤：将用于集流基底的镍网在稀盐酸中浸泡除去氧化层后，再依次用乙醇和二次蒸馏水进行超声清洗，在真空条件下干燥，备用；分别配制硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液，并分别除去所述硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中的溶解氧后，备用；将所述镍网在硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中依次浸泡，以在硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中各浸泡一次为一个循环，重复所述循环若干次，在镍网表面生成硼化钴纳米层，干燥得到所述硼化钴基析氧催化剂。本发明具有如下的有益效果：与常规方法中先合成硼化物粉末再将其溶液滴涂于集流基底上相比，具有更高的电化学稳定性和活性。

技术领域

本发明涉及一种硼化钴基析氧催化剂的制备方法，属于电化学催化技术领域。

背景技术

氢能是一种无污染可再生的能源，具有燃烧值高、储量丰富等优点，是最具潜力的能源载体。利用电解水制氢的方法效率高、技术成熟、设备简单，适用于各种场合。但是该方法也存在着能耗大、成本高等缺点；电解水制氢中目前的难点是电催化剂的研制，特别是阳极的氧气析出反应(OER)通常需要大的过电位，因而研发新型高效的氧气析出反应电催化剂非常有必要。

目前性能最优异的氧气析出电催化剂依然是基于贵金属Ir、Ru的氧化物的催化剂，而这些催化剂价格昂贵，储量少，限制了其大规模应用。过渡金属的硼化物由于其制备方法简单易行，且具有催化活性高、化学性质稳定等特点，被认为是一类非常有前途的氧气析出反应电催化剂。Masa等人报道了无定形的Co₂B可以作为高效的水电解双功能电催化剂(Adv.Energy.Mater.2016,6,1502313)，掀开了过渡金属硼化物作为阴极氢气析出和/或阳极氧气析出反应电催化剂的研究热点。

通常制备过度金属硼化物都是将过渡金属盐与硼氢化钠进行氧化还原反应，收集所得沉淀并清洗，将硼化物产物配制成适宜浓度的溶液，再滴涂到电极上。这种方法制备的电催化剂通常稳定性能比较差，在电化学测试的过程中催化剂的脱落很明显。而如果构筑电极的时候加入一些粘合剂、或保护剂来提高稳定性，又会导致材料电催化活性的降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种硼化钴基析氧催化剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种硼化钴基析氧催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

将用于集流基底的镍网在稀盐酸中浸泡除去氧化层后，再依次用乙醇和二次蒸馏水进行超声清洗，在真空条件下干燥，备用；

分别配制硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液，并分别除去所述硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中的溶解氧后，备用；

将所述镍网在硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中依次浸泡，以在硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中各浸泡一次为一个循环，重复所述循环若干次，在镍网表面生成硼化钴纳米层，干燥得到所述硼化钴基析氧催化剂。

作为优选方案，所述硝酸钴水溶液的浓度为0.1～1mol/L。

作为优选方案，所述硼氢化钠的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～2mol/L。

作为优选方案，每次所述循环中，镍网在硝酸钴水溶液和硼氢化钠的氢氧化钠溶液中的浸泡时间均为1～20s。

作为优选方案，所述循环的重复次数为1、3、5或7次。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中硼化钴是直接生成并附着在镍网表面的，与常规方法中先合成硼化物粉末再将其溶液滴涂于集流基底上相比，具有更高的电化学稳定性和活性。