[发明专利]一种连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的装置和方法

说明书

本发明提供了一种连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的装置和方法，将碳纳米管纤维缠绕在导电滚轮上，通过滚轮的转动收放碳纳米管纤维，使其带电通过电解水析氢催化剂颗粒与电镀液混合而成的复合电镀液或者通过具有特定成分的电镀溶液，将催化剂颗粒固着到碳纳米管纤维表面或者在纤维表面包覆一层具有催化作用的镀层。本发明将碳纳米管纤维作为基体，通过电镀的方法，将电解水析氢催化剂颗粒复合到碳纳米管纤维表面或在碳纳米管纤维表面包覆具有催化效果的镀层，实现了连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的方法，特别是涉及连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的方法。

背景技术

能源是现代社会发展的基石，但随着科技的发展传统化石能源已经无法适应新时代的要求，开发无污染、可循环的绿色新能源已成为当代社会的诉求。氢气具有燃烧热值高，产物为水，可循环利用等优点，是一种符合发展要求的理想能源。通过电解水制氢能够实现低污染、可循环的新型能源供给。而合适的电解水析氢催化剂能够有效改变化学反应的反应速率，大幅提升能源转换效率，是电解水技术推广的重要问题之一。由于部分颗粒型析氢催化剂导电性较差，需要与导电基体粘结或与碳粉混合从而提高其导电性才能发挥催化作用。目前最常用的方法是将催化剂颗粒与碳粉混合后溶解在Nafion和酒精的混合溶液中，滴涂到电极表面。但这种粘结方式操作不便，且存在与导电基体粘结不牢，容易脱落，以及导电性不够好等缺点，因此，急需一种新的可大规模推广的粘结方法用以将析氢催化剂粘结到导电基体上。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的装置，并利用该装置制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂。该方法能将电解水析氢催化剂与碳纳米管纤维牢固结合，解决了现有粘结技术中结合不牢固，电子传输效率差的问题。同时以碳纳米管纤维为催化剂载体，能够在复杂的电极表面进行编制、包覆，能够适应更加复杂的实用场景，极大的扩大了使用范围。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的装置，该装置包括电镀槽和加料槽，所述加料槽盛放复合电镀液或电镀溶液，所述电镀槽和加料槽之间通过进液管相连通，所述进液管和加料槽之间设置循环泵，循环泵将加料槽中的复合电镀液或电镀溶液泵送至电镀槽中；

所述电镀槽内利用隔板设置两个相对的溢流槽，溢流槽与加料槽通过溢流管相连通，从电镀槽溢流到溢流槽内的复合电镀液或电镀溶液通过溢流管输送到加料槽内；

所述电镀槽相对的两个顶部均固定传动机构，所述传动结构与外部电机连接，所述传动机构包括导电滚轮、一级滑轮和二级滑轮，所述导电滚轮通过支板固定在电镀槽顶端外侧，所述一级滑轮固定在电镀槽顶端上，所述二级滑轮通过支架固定在电镀槽内的一级滑轮斜下方；

所述电镀槽内悬挂有阳极板，所述阳极板和导电滚轮分别连接电源的正负极；

所述电镀槽底部设置喷流管，所述喷流管分布若干孔洞。

一种连续制备碳纳米管纤维复合电解水析氢催化剂的方法，包括以下步骤：

01、将碳纳米管纤维缠绕到传动机构上，作阴极备用；

02、将电解水析氢催化剂颗粒与电镀液混合而成的复合电镀液或特定电镀溶液加入加料槽中；

03、启动循环泵，将加料槽中的复合电镀液或特定电镀溶液泵入电镀槽中，并利用喷流管上的孔洞形成复合电镀液或特定电镀溶液的流动；