[发明专利]一种碱性电解水阳极及其制备方法

权利要求书

1.一种碱性电解水阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将经过预处理的导电基体采用阴极电化学沉积方法在所述导电基体的表面生长合金尖锥阵列，得到所述碱性电解水阳极，其包括所述导电基体以及负载在所述导电基体表面的所述合金尖锥阵列，所述合金尖锥阵列中的合金尖锥取向一致，尖锥的高宽比为2-8:1；其中，所述导电基体为铜片、钛片、不锈钢片、镍片、钴片、铁片、石墨片、碳纳米管纸、石墨烯纸、ITO膜、泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛、铜网、不锈钢网、钛网、镍网中的一种；所述合金尖锥阵列中的合金是镍铁；包括如下子步骤：

S1、将镍盐和铁盐的混合溶液和助剂进行充分混合和超声处理，得到混合物母液，所述混合溶液中，所有金属盐的浓度为0.6-1.2 mol/L；其中，所述助剂为H₃BO₃溶液和NH₄Cl溶液，所述混合溶液中的所有金属盐、H₃BO₃和NH₄Cl的摩尔比为1:0.2-1.2:0.5-5.0；或者所述助剂为H₃BO₃溶液和盐酸乙二胺溶液，所述混合溶液中的所有金属盐、H₃BO₃和盐酸乙二胺的摩尔比为1:0.2-1.2:0.5-5.0；

S2、以惰性导体作为第一工作阳极，所述导电基体作为第一工作阴极，插入预定温度和pH值的所述混合物母液中，所述第一工作阳极和第一工作阴极之间的距离为0.1-20 cm，在所述第一工作阳极与第一工作阴极间通入电流密度为0.1-20 A/dm²的电流，进行电化学沉积；其中，所述惰性导体为铂片；

S3、将步骤S2沉积后的导电基体取出，用去离子水冲洗，干燥，得到所述碱性电解水阳极；在步骤S3之后还包括活化处理，活化过程是进行循环伏安处理，使合金尖锥的表面氧化成纳米层；

所述合金尖锥阵列中的各合金尖锥的表面与碱性电解液接触的部分先被氧化形成金属氧化物和/或金属氢氧化物和/或层状双金属氢氧化物（LDH），然后生成金属羟基氧化物，并稳定在金属羟基氧化物状态，所述金属羟基氧化物为析氧反应的活性中心。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预定温度为40-80℃，所述pH值为3-5。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述合金尖锥阵列中的合金的组成为：Ni_xFe_100-x，x在65-95之间。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述合金尖锥阵列中的合金的组成为Ni₈₃Fe₁₇或Ni₈₂Fe₁₈。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、草酸镍、氯酸镍、高氯酸镍和乙酸镍中的至少一种；所述铁盐为氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、草酸铁、草酸亚铁、乙酸铁、氯酸铁、高氯酸铁和乙酸亚铁中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理是化学机械抛光，时间为2-60分钟。

7.一种碱性电解水阳极，其特征在于，由权利要求1-6中任意一项所述的方法制备得到的，包括导电基体和负载在所述导电基体表面的合金尖锥阵列，在所述合金尖锥阵列的各合金尖锥的表面还包覆有一层纳米层，所述纳米层为所述金属氧化物和/或所述金属氢氧化物和/或所述LDH。

8.根据权利要求7所述的碱性电解水阳极，其特征在于，所述导电基体的厚度为1-3000μm。

9.根据权利要求8所述的碱性电解水阳极，其特征在于，所述纳米层的厚度为1-50 nm。

10.根据权利要求8所述的碱性电解水阳极，其特征在于，所述纳米层的厚度为2-5 nm。