[发明专利]一种Co3

说明书

本发明公开了一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法及其应用。该方法是以Ni或雷尼镍为基底，将Co₃O₄与Al进行混合，涂覆在磁控溅射的靶材上，通过磁控溅射的方式将混合物涂负于基底上，形成一种致密的混合物涂层，然后用碱液对其表面进行刻蚀，清洗干燥后得到多孔的Co₃O₄纳米涂层。该发明一方面提高阴极电极的化学稳定性，使其在反应过程中不容易腐蚀，另一方面由于是多孔材料，不会影响其反应进程。该方法不仅可以降低电极腐蚀产生的成本，还可以避免因腐蚀带来的电解液的不纯导致的性能降低，有着很大的应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂电极制备技术领域，具体涉及一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法及其应用。

背景技术

随着人类科技的进步，各种电极催化技术层出不穷！总的趋势还是向“纳米化”发展，即通过各种方式和手段来控制催化材料的微观结构，向人们预期的方向发展和变化，进而实现催化材料微观结构的优异性能。目前，尽管人们通过研究获取了许多催化材料的纳米化方法，诸如：激光烧蚀法、化学气相沉积法、热气相沉积法、模板法、水热法等等，但都面临着工业化应用的考验。尤其是在批量化、大型化及其与电极装配工艺方面都存在许多难题。磁控溅射工艺是制备纳米薄膜的的常用物理沉积方式，该方法对所沉积薄膜的衬底选择性范围广，可以在衬底上制备出几十纳米的超薄膜。

在催化领域中，可以用作气相沉积进行镀膜，作为一种催化剂的制备方式，在机械加工行业中，表面功能膜、超硬膜、自润滑薄膜的表面沉积技术自问世以来得到了长足发展，能有效地提高表面硬度、复合韧性、耐磨损性和抗高温化学稳定性能，从而大幅度地提高涂层产品的使用寿命。

发明的内容

为了适应批量化、大型化加工，有效控制涂层厚度在100nm以内，避免多孔纳米涂层成形过程中使用导致工艺流程复杂化、昂贵化的工艺方法，力图工艺过程简单高效，涂层孔隙细小均匀，本发明提供了一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法及其应用。

所述的一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选取基底，采用水和乙醇清洗后，烘干待用；

2）将Co₃O₄与Al进行混合，涂覆在磁控溅射的靶材上，通过磁控溅射的方式将Co₃O₄与Al涂覆于步骤1）中的基底上，形成致密的混合物涂层；

3）对通过步骤2）制备得到的混合物涂层进行吹扫；

4）配置氢氧化钠溶液，将经步骤3）吹扫后的混合物涂层放入氢氧化钠溶液中进行刻蚀；

5）采用去离子水对经步骤4）刻蚀后的混合物涂层进行超声清洗，重复清洗一定次数，干燥后得到Co₃O₄纳米多孔阴极涂层。

所述的一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法，其特征在于，所述基底为Ni或雷尼镍，优选雷尼镍。

所述的一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法，其特征在于步骤2）中Co₃O₄与Al的质量比为1：0.5~1:5，优选3：2。

所述的一种Co₃O₄纳米多孔阴极涂层的制备方法，其特征在于步骤2）中的磁控溅射的方式的溅射时间为5~50min，优选为15min；溅射电流为10~20A，优选为13A，采用旋转溅射的方式进行操作，每分钟的溅射量相同。