[发明专利]水热法制备的金属氢氧化物水热C-复合OER材料

说明书

本发明提供水热法制备的金属氢氧化物水热C‑复合OER材料，涉及电化学催化剂技术领域。该金属氢氧化物水热C‑复合OER材料的制备方法，包括以下步骤：S1.配置溶液、S2.水热反应、S3.产物处理和S4.最终制备。通过选用金属氢氧化物与水热碳相结合，金属过渡氢氧化物是一种优异的OER电化学活性催化剂，因为它们具有低成本，高效率，良好的催化性能和高稳定性，可以充分发挥水热碳的表面吸附作用，通过水热方法处理的葡萄糖来制备生成的水热碳晶型未被破坏，碳材料也已经部分石墨化，最终的OER性能也表现良好，稳定性可以保持8个小时以上，最终制备出来的粉体材料产率也很高，更加有利于后面的大规模商业化生产，值得大力推广。

技术领域

本发明涉及电化学催化剂技术领域，具体为水热法制备的金属氢氧化物水热C-复合OER材料。

背景技术

随着经济的发展，煤炭、石油的消耗持续增加，化石燃料资源逐渐枯竭，环境污染日益严重，因此，人类社会迫切需要开发出一种高效、清洁、可再生的新能源，通过电解水来制备氢气是可再生能源的未来发展的重要方向之一，通过电解水来制氢是几乎最为常见的制备氢气的方法，电解水产氢中存在两个半反应，在不同的酸碱条件下，阳极过程都存在涉及四电子的反应，存在动力学惰性，过电位较高，这些劣势极大地限制了电解水反应的效率。

许多金属催化剂都处于热力学不稳定状态：会在发生析氧反应之前，金属本身被氧化，电极的表面会溶解，或者同时发生氧化物沉淀和金属腐蚀，导致催化剂稳定性不好。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了水热法制备的金属氢氧化物水热C-复合OER材料，解决了目前现有金属催化剂稳定性较差的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：水热法制备的金属氢氧化物水热C-复合OER材料，所述金属氢氧化物水热C-复合OER材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.配置溶液

取24～44ml 10mmol的葡萄糖和6～11ml 2.5mmol的无水间苯三酚放入烧杯内，随后依次向烧杯内缓慢加入金属盐和乙酸，以50～100r/min的转速对烧杯内搅拌25～30min，配制成水溶液；

S2.水热反应

将制得的水溶液取出放入水热釜内，以200～400r/min的转速对水热釜内进行搅拌，搅拌时间为30～35min，同时以190～200℃的温度对水热釜内进行水热，水热时间为12～15h；

S3.产物处理

水热结束后将水热釜静置6～8h，随后将水热釜底部沉淀物取出放入真空抽滤机内进行抽滤处理，抽滤完成后将沉淀物放入过滤器内使用蒸馏水进行洗涤工艺，洗涤后将沉淀物放入烘干机内进行干燥处理，干燥后即可制得水热碳复合物粉体；

S4.最终制备

取60mg的水热碳粉体，按照活性物质:乙炔黑:PVDF＝8:1:1的质量比再称取乙炔黑和PVDF，转移到玛瑙研钵中，研磨10～15min，再加入1～2mL的1-甲基-2-吡咯烷酮，再继续研磨20min以上，研磨完成后使用塑料滴管取出研磨成的粉末，并均匀涂覆在处理好的泡沫镍片上，涂覆的面积控制在0.9cm2～1.1cm2，将涂覆好的泡沫镍片置于80～85℃的烘箱中干燥8h以上，然后将泡沫镍片放入压片机内，在10～15MPa的环境下压制成片，即可得到复合电极材料。

优选的，所述S1步骤配置溶液中金属盐的种类内FeSO4·7H2O，CoSO4·7H2O和MnSO4·H2O中的一种或多种。

优选的，所述S1步骤配置溶液中葡萄糖和无水间苯三酚的体积比为4：1。