[发明专利]一种电解水产氧催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种电解水产氧催化剂的制备方法，该电解水产氧催化剂的分子式为MxCe100‑xOy，其中M代表Fe,Co,Ni和Cu中的一种或几种,0<x<100,1≦y≦4。其具体制备过程为：将Ce和过渡金属的可溶性盐按照催化剂中对应的比例溶于溶剂中形成均一溶液；通过提拉涂膜的方式，将所述均一溶液敷在导电基体的表面；将表面涂有溶液的导电基体于空气中锻炼，得到所述的电解水产氧催化剂。本发明催化剂的制备仅仅只需要提拉涂膜和空气中煅烧两步，制备工艺简单、可重复性强适合工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及电解水催化剂，特别是涉及一种电解水产氧催化剂的制备方法。

背景技术

日益增长的环境问题和能源危机加速了我们对于可持续能源的开发和研究，其中氢能由于其高热值、无污染以及可再生等优点受到了广泛的关注。通过电解水这一过程，氢能的获得可以直接通过可再生能源(如太阳能、风能和水能)转化得到，并且对环境基本是零污染。但是，目前的氢能主要还是从化石能源中获得，电解水这一过程耗能太大制约了其大规模的使用。

电解水分为产氢和产氧两个反应，其中产氧反应涉及到4电子的转移，因而需要消耗更多的电能。现在公认比较好的产氧催化剂是贵金属Ru和Ir以及其氧化物，但是高价格和稳定性差制约了这些催化剂的大规模使用。过渡金属氢氧化物特别是Ni-Fe(OH)x由于其高的活性和低成本有望成为贵金属催化剂的取代物而被大规模使用，但是这类催化剂的稳定性(报道出来的大部分都是十几小时，至多也是几十小时)仍需进一步改善并且制备工艺比较复杂不太适合大规模的生产。

因而，开发出一种具有高活性、高稳定性、原料便宜并且生产工艺简单适合大规模生产的产氧催化剂成为了电解水制氢大规模运用的关键。

发明内容

本发明的目的在于，解决传统催化剂制备方法中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电解水产氧催化剂的制备方法，该电解水产氧催化剂的分子式为MxCe100-xOy，其中M代表Fe,Co,Ni和Cu中的一种或几种,0<x<100,1≦y≦4；包括以下步骤：将Ce和过渡金属的可溶性盐按照催化剂中对应的比例溶于溶剂中形成均一溶液；通过提拉涂膜的方式，将所述均一溶液敷在导电基体的表面；将表面涂有溶液的导电基体于空气中锻炼，得到所述的电解水产氧催化剂。

优选地，Ce和过渡金属的可溶性盐包括硝酸盐和氯化盐，Ce离子在溶剂中的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L,所用溶剂为去离子水或者乙醇。

优选地，导电基体为泡沫镍或者碳布。

优选地，将表面涂有溶液的导电基体于空气中300～600℃锻炼2h，得到所述的电解水产氧催化剂。

优选地，提拉涂膜的提拉的次数为1～20。

本发明催化剂的制备方法仅仅需要提拉涂膜方式和空气中煅烧两步，制备工艺简单、可重复性强适合工业化大规模生产。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电解水产氧催化剂的制备方法流程示意图。

图2为NiCeOx作为电解水阳极催化剂时的极化曲线图；

图3为NiCeOx作为电解水阳极催化剂时的稳定性测试曲线图；

图4为NiCeOx作为电解水阳极催化剂稳定性测试15小时(50mA/cm2)后的极化曲线图；

图5为Cu5Ce95Ox,Fe5Ce95Ox和Co5Ce95Ox作为电解水阳极催化剂时的极化曲线图。

具体实施方式

通过以下结合附图以举例方式对本发明的实施方式进行详细描述后，本发明的其他特征、特点和优点将会更加明显。