[发明专利]自支撑镍-三氧化二钇电催化析氢电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种自支撑镍-三氧化二钇复合电极，其特征在于，包括：导电基底以及原位负载在导电基底上的镍-三氧化二钇，所述镍-三氧化二钇为镍纳米颗粒和三氧化二钇纳米颗粒紧密接触而成，按物质的量份数计，所述镍-三氧化二钇中镍元素和钇元素的比为(5～9.5)：(0.5～5)。

2.根据权利要求1所述的自支撑镍-三氧化二钇复合电极，其特征在于，所述导电基底为石墨板、碳纤维纸、碳纤维布或泡沫镍；所述镍纳米颗粒和三氧化二钇纳米颗粒的粒径均为10-30nm；在所述镍-三氧化二钇中，所述镍纳米颗粒和三氧化二钇纳米颗粒均匀负载在导电基底上。

3.如权利要求1所述自支撑镍-三氧化二钇复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将硝酸镍、硝酸钇和水混合均匀，得到电解液，其中，所述电解液中硝酸钇的浓度为0.005-0.05M，所述电解液中硝酸镍的浓度为0.05-0.095M；

2)将工作电极、对电极和参比电极浸入电解液中，在-10至-30mA cm^-2电流密度下沉积300-1200s，用蒸馏水对所述工作电极进行冲洗，室温下干燥，得到自支撑前驱体电极，其中，所述工作电极为导电基底；

3)将所述自支撑前驱体电极在还原气氛下于400-700℃煅烧2-6小时，得到自支撑镍-三氧化二钇复合电极，其中，所述还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述对电极为碳棒电极，所述参比电极为饱和甘汞电极或银氯化银电极；

在所述步骤2)中，室温为20～25℃，干燥的时间为6～12小时；

在所述步骤2)中，所述工作电极为石墨板、碳纤维纸、碳纤维布或泡沫镍。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤3)中，所述还原气氛中氢气的摩尔含量不低于5％；

在所述步骤3)中，所述惰性气体为氩气或氮气。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤3)中，从室温升温至所述400-700℃，升温速率为0.5-20℃/min。

7.如权利要求1所述自支撑镍-三氧化二钇复合电极在析氢中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将镍-三氧化二钇作为电催化剂。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将KOH水溶液作为电解液，所述析氢的三电极体系为：工作电极为所述自支撑镍-三氧化二钇复合电极，对电极为碳棒，参比电极为饱和甘汞电极或者银氯化银电极。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述KOH水溶液中KOH的浓度为0.1-6.0mol L^-1。