[发明专利]一种不锈钢基电解水催化电极及其制备方法在审
申请号: | 201811456430.9 | 申请日: | 2018-11-30 |
公开(公告)号: | CN109440125A | 公开(公告)日: | 2019-03-08 |
发明(设计)人: | 钟敏霖;张红军;蔡明勇 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | C25B1/04 | 分类号: | C25B1/04;C25B11/06 |
代理公司: | 北京鸿元知识产权代理有限公司 11327 | 代理人: | 邸更岩 |
地址: | 100084 北京市海淀区1*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 凸起阵列 制备 催化电极 电解水 微米球 制氧 不锈钢基体 表面形成 不锈钢基 绒状结构 电极 制氢 纳秒脉冲激光 燃料电池汽车 制备技术领域 电催化材料 氧化物纳米 表面覆盖 大小不一 高稳定性 高原制氧 激光烧蚀 密度脉冲 纳米颗粒 水下装备 随机分布 无序堆积 氢气 粘接剂 自支撑 可控 可用 氢水 烧蚀 析氢 析氧 三维 表现 | ||
1.一种不锈钢基电解水催化电极,所述电解水催化电极是在不锈钢基体(1)表面分布有三维微米凸起阵列(2),凸起阵列表面随机分布有大小不一的微米球(3),微米球表面覆盖有纳米结构,所述纳米结构为纳米颗粒无序堆积而成的氧化物纳米绒状结构(4)。
2.如权利要求1所述的一种不锈钢基电解水催化电极,其特征在于,所述三维微米凸起为阵列分布,阵列周期为20~200μm,所述凸起的高度为10~150μm。
3.如权利要求1或2所述的一种不锈钢基电解水催化电极,其特征在于,所述纳米颗粒的直径为1-100nm左右。
4.如权利要求1所述的一种不锈钢基电解水催化电极,其特征在于,所述不锈钢基体(1)为含镍不锈钢。
5.如权利要求1所述的一种不锈钢基电解水催化电极的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
1)利用高能密度脉冲激光烧蚀不锈钢基体表面,形成三维微米凸起阵列;
2)采用纳秒脉冲激光在大气环境下辐照具有凸起阵列的不锈钢基体表面,使凸起阵列表面烧蚀出微米球和覆盖其表面的氧化物纳米绒状结构,形成三维自支撑的微纳复合多级结构,随后将样品放在无水乙醇中超声清洗,再用高纯氮气吹去残余液体,同时干燥处理,即得到所述不锈钢基电解水催化电极。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢基电解水催化电极的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述高能密度脉冲激光为飞秒、皮秒或纳秒激光,烧蚀路径为垂直交叉扫描方式,扫描间距为20~200μm,扫描速度为100~2000mm/s。
7.根据权利要求5所述的一种不锈钢基电解水催化电极的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述纳秒脉冲激光的脉宽为10~800ns,按照垂直交叉扫描方式进行烧蚀,扫描间距为10~100μm,扫描速度为20~1000mm/s。
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