[发明专利]α-Co(OH)2

说明书

本发明涉及α‑Co(OH)₂/PPy/GO纳米片及基于其的OER电催化修饰电极。该电极包括以玻碳电极为基底电极，及附着在玻碳电极上的α‑氢氧化钴修饰的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)纳米片。由于α‑氢氧化钴的存在，增强了水分解的反应速率，仅需较低的过电位，使这种纳米材料修饰电极在水分解方面表现出了较高的电化学活性及良好的稳定性。

技术领域

本发明属于电化学催化领域，具体涉及一种电催化修饰电极及其制备方法和应用。

背景技术

基于氢气高比能含量和碳中性的燃烧产物，长期以来一直被认为是代替化石燃料、满足全球能源消耗的替代燃料。而以可再生能源为动力的两种半反应的环保产氢方式已被广泛探索。

电解水产氢可谓是原料丰富，方法简单，且氢气具有极为广泛的应用。而与析氢反应(HER) 相比，具有多步骤、四电子过程的析氧反应(OER)因其缓慢的动力学而备受限制。通过加入催化剂从而提高OER活性则成为电解水的关键。常规的Ir/Ru类催化剂在OER中扮演着重要角色。然而其含量稀少、价格昂贵和稳定性差等缺点对其大规模应用产生了极大限制。因此开发出一种能够电催化水分解尤其是能提高OER活性的化学修饰电极对于水的电催化裂解的研究有着重要意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种价格低廉，催化性能高的α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片。

本发明的目的之二是提供一种用α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片制备OER电催化修饰电极用于电催化裂解水。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片，制备方法包括如下步骤：

1)在超声辐射的条件下，将吡咯(Py)原位化学聚合于GO纳米片上，得聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)纳米片；

2)将PPy/GO纳米片分散于水中，再向体系中加入CoCl₂·6H₂O和氨水，搅拌均匀，进行反应，所得产物依次用蒸馏水和乙醇进行洗涤，离心，真空干燥，得α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片。

优选的，上述的α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片，按质量比，CoCl₂·6H₂O:PPy/GO＝30:1。

优选的，上述的α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片，步骤2)中，反应条件为：常温，pH＝8-10下，反应10-14h。

优选的，上述的α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片，步骤1)中，在超声辐射的条件下，将吡咯(Py) 原位化学聚合于Hummers法制备的GO纳米片上，获得PPy/GO纳米片。

一种基于α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片的OER电催化修饰电极，是以玻碳电极为基底电极，将上述的α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片附着在玻碳电极上制成的α-Co(OH)₂/PPy/GO修饰的玻碳电极。

一种基于α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片的OER电催化修饰电极的制备方法，包括如下步骤：

1)将上述的α-Co(OH)₂/PPy/GO纳米片，超声分散于无水乙醇中，得分散均匀的复合修饰剂；

2)将分散均匀的复合修饰剂滴涂于干净的玻碳电极表面，室温下干燥，得α-Co(OH)₂/PPy/GO修饰的玻碳电极。