[发明专利]钴-镍-钼基复合材料及其制备方法、基于钴-镍-钼基复合材料的析氢电极及家电设备

说明书

本发明公开了钴‑镍‑钼基复合材料及其制备方法、基于钴‑镍‑钼基复合材料的析氢电极及家电设备，所述钴‑镍‑钼基复合材料中含有Co、Mo和Ni；其中，所述Co的质量百分数为25％‑35％；Ni质量百分数为40％‑50％；Mo质量百分数为15％‑35％。根据本发明的电镀过程，在电解液中添加有柠檬酸盐，利于钼元素的沉积。利用本发明方案的复合材料制得的析氢电极具有良好的催化析氢性能，能够代替催化制氢领域所使用的价格昂贵的贵金属基电极，此外，该材料还可作为耐腐蚀镀层，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于析氢电极技术领域，具体涉及钴-镍-钼基复合材料及其制备方法、基于钴-镍-钼基复合材料的析氢电极及家电设备。

背景技术

随着化石燃料日益枯竭，各种新能源被不断开发利用。氢能作为一种可再生的二次能源，其来源广、热值高、清洁、燃烧稳定性好，是继化石燃料等非可再生能源之后新一代被广泛采用的能源载体。

目前，最主要的制氢手段为碱性电解水制氢。但因电解过程中析氢、析氧过电位的存在使反应耗能较大，制氢成本太高而无法得到有效推广。

另一方面，高活性析氢电催化剂的选择也是当前制氢技术一大痛点。含铂(Pt)贵金属催化剂是一种公认的高活性析氢电催化剂，但铂在自然界的储量很少，价格较为昂贵，从而限制了它的大规模使用。近年来，一些非贵金属硫化物(如MoS₂、CoS₂等)、磷化物(如FeP、MoP、Co₂P等)、碳化物(Mo₂C)、氮化物等及其与载体材料(如石墨烯、碳纳米管、泡沫镍等)的复合材料等用于催化制氢被广泛研究开发，但这些复合材料的制备均需要高温，产率低，制备过程过于苛刻，并且材料本身也具有复合性差等问题。

因此，为了降低能耗，开发低成本且具有高催化活性的析氢材料具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种钴-镍-钼基复合材料，该钴-镍-钼基复复合材料不仅具有较好的催化析氢效果，同时，还能有效降低生产成本。

本发明还提出上述钴-镍-钼基复合材料的制备方法。

本发明还提出上述钴-镍-钼基复合材料的应用。

具体而言，根据本发明的第一方面提供了一种钴-镍-钼基复合材料，该钴-镍-钼基复合材料中含有Co、Ni和Mo；其中，所述Co的质量百分数为25％～35％；Ni质量百分数为40％～50％；Mo质量百分数为15％～35％。

根据本发明实施方式的钴-镍-钼基复合材料，至少具有如下有益效果:本发明方案选择价格相对低廉的钴元素、镍元素和钼元素作为主要原料，替代了现有技术中的贵金属铂和钌，在实现低过电位的同时，还节约了材料的制备成本和使用成本。

根据本发明的一种实施方式，上述钴-镍-钼基复合材料中还含有其他元素，所述其他元素包括Fe、Cu、Cr和W中的一种或多种。

本发明方案的钴-镍-钼基复合材料不仅可用于催化析氢领域，还可用于耐腐蚀镀层领域，可通过添加少量的Cu或Fe族元素提升析氢性能，也可添加Cr或W提升其耐腐蚀性能；此外，添加Cu元素还可减少材料表面裂纹的产生，提升材料的稳定性。

本发明的第二方面提供了本发明第一方面所述的钴-镍-钼基复合材料的制备方法，包括以下步骤:

将基体材料置于电镀液中，以电沉积的方式，在该基体材料的表面形成钴-镍-钼基复合材料，即得；

其中，所述电沉积的沉积电流密度为130mA/cm²～150mA/cm²，沉积时间为20min～30min。