[发明专利]一种TiO2

说明书

一种TiO₂纳米管阵列支撑的NiMo催化剂的制备方法，先制备TiO₂纳米管，得到氧化后的钛箔，再配置电镀液，以石墨棒为对电极对镀液进行预电解，最后用直流稳压电源进行恒电流电镀，置于集热式磁力加热搅拌器中恒温水浴加热，恒温精度为±1℃，搅拌速度为200rap/min，阳极为石墨，阴极为氧化后的钛箔，两极相隔5～6cm平行放置，并插入液面下3～4cm处，电沉积时间1～3分钟，在阴极上得到最终产物；本发明通过结构优化，获得TiO2纳米管阵列支撑的具有优异催化性能的NiMo合金催化材料，旨在探究改善NiMo合金电催化性能的途径，为开发廉价高效的电催化材料提供实验和理论基础。

技术领域

本发明涉及电解水催化技术领域，具体涉及一种TiO₂纳米管阵列支撑的 NiMo催化剂的制备方法。

背景技术

随着太阳能、风能、潮汐能等可再生能源技术的大力发展，电解水技术的应用迎来了最佳契合点。二者的有机结合所构筑的新能源体系前景可期，电解水技术的发展和应用进入了新的阶段。尽管电解水是一个仅包含析氢(HER)和析氧 (OER)两个半反应的简单过程，人们对电解水的研究也经历了几百年时间，但缺乏廉价高效稳定催化材料仍然是阻碍其大规模工业化应用的核心问题所在。

根据Sabatier规则，当催化剂表面具有H原子的吸附位点并形成适当强度 M-H键时，催化剂将表现出较为优异的析氢性能。Brewer-Engel价键理论指出 M-H键主要由氢原子中的电子和金属未配对d电子形成，而只有过渡族金属元素才具未配对的d电子和未充满的d轨道。Pt作为过渡族金属能与氢原子形成合适的M-H键，是目前性能最为优异的电催化析氢材料，但其价格昂贵，在地壳中储量稀少。因此，高活性的非贵金属析氢催化剂的设计与制备成为了科学研究的热点和和科研工作者努力方向。此外，过渡族非贵金属往往具有不止一个阳离子氧化态，这种独特的性质使得它们在析氧催化方面也表现出一定优势。近年来，随着材料制备技术和纳米科学的飞速发展微观形貌呈现多样化，微观组织呈现复杂化，对其表的电催化性能需要更充分认识。此外在电催化分解水技术的长足进步中，我们依然应该看到非贵金属基催化剂与贵金属基催化剂在性能方面的差距，综合考虑催化性能的影响因素，优化设计电极材料仍有必要。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种TiO₂纳米管阵列支撑的NiMo催化剂的制备方法，选取储量丰富、价格低廉、催化活性好的NiMo 合金为研究对象，针对催化反应中活性位点数，本征催化性能和反应能垒等影响催化效率的关键因素，通过结构优化，获得TiO2纳米管阵列支撑的具有优异催化性能的NiMo合金催化材料，旨在探究改善NiMo合金电催化性能的途径，为开发廉价高效的电催化材料提供实验和理论基础。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种TiO₂纳米管阵列支撑的NiMo合金催化剂的制备方法，步骤包括：

步骤1、TiO₂纳米管阵列的制备

(1)钛基底预处理

将钛箔裁剪成1×3cm²大小，依次在质量分数10％的盐酸溶液、去离子水、丙酮和无水乙醇中各超声清洗10min；

(2)钛基底化学抛光

将清洗后的钛基底置于化学抛光液中化学抛光，抛光液的成分体积比为： HF:HNO₃:H₂O＝1:4:5，抛光后的钛基底呈金属光泽；

(3)钛基底的阳极氧化