[发明专利]一种用于析氧反应的电催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于析氧反应的电催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)取200‑250g山羊血于80‑95℃下通风干燥5‑7h，进行研磨粉碎；2)将步骤1)中得到的粉末，碳化得到前驱体；3)将步骤2)中得到的前驱体与28‑32ml的乙酸钴溶液或乙酸镍溶液混合，进行水热反应2‑3h；4)步骤3)得到的产物用去离子水洗涤，干燥即得。本发明原料来源广泛，且简单易得，成本低廉，制备过程简单，可用于大规模生产，成品催化性能好，可得到析氧反应过电势在400‑420mV之间，TAFEL斜率为83‑110mV/dec的催化剂，与现有常见的Pt/C催化剂相比得到较大的提升。

技术领域

本发明属于电催化材料领域，尤其是涉及一种用于析氧反应的电催化剂的制备方法。

背景技术

目前世界石油、煤炭等传统能源日益枯竭，产生的污染也越来越严重，对此，找到一种效率更高且更加环保的能源就非常重要。燃料电池就是其中的解决办法之一，里面所包含的CO₂催化，电解水以及析氧析氢反应，都成为了研究的重点。

电化学中的析氧反应是一个至关重要的反应，一种良好的OER反应催化剂能够有效提高能量转换效率，降低成本，延长使用寿命。传统的铂(Pt)基催化剂以及氧化钌催化剂被认为是性能优良的催化剂，但Pt储量有限，催化剂成本高昂；非贵金属亦具有良好的催化活性，研究也较为广泛，但是在应用上主要受限于导电性较差。所以需要大力发展低成本，高性能的催化剂取代Pt基催化剂，生物质成本较低而且易得，尤其是山羊血，是畜牧业的常见农副产品，可以利用其碳化后的多孔结构进行催化剂的负载。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种原材料来源广泛、成本低，制备方法简单，催化效果佳的用于析氧反应的电催化剂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于析氧反应的电催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)取200-250g山羊血于80-95℃下通风干燥5-7h，进行研磨粉碎；

2)将步骤1)中得到的粉末，碳化得到前驱体；

3)将步骤2)中得到的前驱体与28-32ml的乙酸钴溶液或乙酸镍溶液混合，进行水热反应2-3h；

4)步骤3)得到的产物用去离子水洗涤，干燥即得。

进一步的，所述步骤1)中研磨时间为10-20min。

进一步的，所述步骤2)中碳化温度为600-700℃，保温时间为2-3h，升温速率为5-8℃/min，碳化气氛为氮气。

进一步的，所述步骤3)中乙酸钴溶液或乙酸镍溶液的浓度为20-60mmol/L。

进一步的，所述步骤3)水热反应中加入总体积3.3-10％的氨水。

进一步的，所述步骤4)中在55-65℃恒温箱内通风干燥。

进一步的，所述乙酸钴溶液或乙酸镍溶液在常温下超声15-25min后，搅拌15-25min，再进行超声15-25min，置于130-170℃的水热釜中保温2-3h。

本发明基于对生物质原材料羊血的高温碳化，然后将碳化产物通过水热法进行金属的掺杂，通过钴或镍元素的引入，增加了活性位点，提高了催化活性，具有较好的应用前景。

本发明的有益效果是：1)原料来源广泛，且简单易得，成本低廉；2)制备过程简单，可用于大规模生产；3)成品催化性能好，可得到析氧反应过电势在400-420mV之间(电流密度为10mA/cm²)，TAFEL斜率为83-110mV/dec的催化剂，与现有常见的Pt/C催化剂相比得到较大的提升。

附图说明