[发明专利]一种Ni-Cu-C电催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种Ni‑Cu‑C电催化剂及其制备方法和应用，属于电催化技术领域。本发明Ni‑Cu‑C电催化剂的制备方法，包括以下步骤：将镍片在电解液中进行电沉积，得到Ni‑Cu‑C电催化剂；所述电解液包括氯化铵、镍金属盐、铜金属盐、氯化钠、葡萄糖和水。采用本发明方法制备的Ni‑Cu‑C电催化剂活性高、稳定性好；实施例结果表明，本发明制备的Ni‑Cu‑C电催化剂的过电势可低至87mV，在10mA/cm²的电流密度下，进行稳定性实验50h，性能下降控制在10％以内。此外，本发明的制备方法流程简单、操作方便、条件温和、周期短、成本低，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及电催化技术领域，尤其涉及一种Ni-Cu-C电催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着能源的枯竭和环境的日益恶化，寻求可替代的清洁能源越来越重要，利用电化学方法大规模生产H₂由于具有能耗低、纯度高、环境友好等优点，因此具有广阔的应用前景。目前，铂(Pt)是最好的电催化析氢(HER)电催化剂。但它的高成本以及在电解产氢装置中的不稳定性仍然是使用Pt催化剂的主要挑战。因此开发替代Pt的电催化剂仍然处于技术研究的前沿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ni-Cu-C电催化剂及其制备方法和应用，本发明的制备方法简单易操作、所得的电催化剂活性高、稳定性好、成本低，有利于大规模生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种Ni-Cu-C电催化剂的制备方法，包括以下步骤：将镍片在电解液中进行电沉积，得到Ni-Cu-C电催化剂；所述电解液包括氯化铵、镍金属盐、铜金属盐、氯化钠、葡萄糖和水。

优选的，所述镍金属盐包括氯化镍或硫酸镍；所述铜金属盐包括氯化铜或硫酸铜。

优选的，所述电解液中氯化铵的浓度为0.2mol/L，镍金属盐的浓度为0.1mol/L，铜金属盐的浓度为0.03mol/L，氯化钠的浓度为0.2mol/L，葡萄糖的浓度为0.005～0.03mol/L。

优选的，所述电沉积的电流密度为10mA，时间为600s。

优选的，所述电沉积为镍片的单面电沉积。

优选的，进行电沉积前，还包括对所述镍片进行预处理，所述预处理包括：将所述镍片依次经丙酮、乙醇溶液和盐酸进行超声清洗，之后用去离子水冲洗，浸泡于乙醇溶液中，备用。

优选的，所述电沉积后，还包括对电沉积所得沉积片进行洗涤和真空干燥。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的Ni-Cu-C电催化剂。

本发明提供了上述方案所述Ni-Cu-C电催化剂在催化电解水析氢中的应用。

本发明提供了一种Ni-Cu-C电催化剂的制备方法，包括以下步骤：将镍片在电解液中进行电沉积，得到Ni-Cu-C电催化剂；所述电解液包括氯化铵、镍金属盐、铜金属盐、氯化钠、葡萄糖和水。采用本发明方法制备的Ni-Cu-C电催化剂活性高、稳定性好，可用于催化电解水析氢；实施例结果表明，本发明制备的Ni-Cu-C电催化剂的过电势可低至87mV，在10mA/cm²的电流密度下，进行稳定性实验50h，性能下降控制在10％以内。

此外，本发明的制备方法流程简单、操作方便、条件温和、周期短、成本低，适合大规模生产。

附图说明

图1为实施例1～4的扫描电镜和实施例3的透射电镜照片；

图2为实施例1～4和对比例的极化曲线；

图3为Ni-Cu-C3的稳定性测试结果图。

具体实施方式