[发明专利]一种稳定催化剂表面Ni3+

权利要求书

1.一种稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于制备金属缺陷型Co_3-xO₄，在该金属缺陷型Co_3-xO₄中，Co和O的摩尔比小于0.75，将Co_3-xO₄作为电子受体载体，与NiO复合制备Co_3-xO₄/NiO催化剂，通过Co_3-xO₄/NiO之间强电子相互作用加速电子传输，促进催化剂表面Ni²⁺向Ni³⁺的转变，从而稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点。

2.如权利要求1所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

(1)制备金属缺陷型Co_3-xO₄纳米颗粒

将乙酸钴和甘油在聚四氟乙烯内衬的水热釜中充分混合，磁力搅拌1h后，将水热釜放在180℃烘箱中恒温水热2h，自然冷却后将所得溶液离心，收集所得固体，用无水乙醇洗涤，之后干燥，干燥后的样品在管式炉中空气气氛下于300℃焙烧2h后，得到金属缺陷型Co_3-xO₄纳米颗粒；

(2)制备Co_3-xO₄/NiO粉末型催化剂

将乙酸镍和Co_3-xO₄纳米颗粒在无水乙醇中均匀混合，超声处理2h；所得溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热釜中，将水热釜放在180℃烘箱中恒温保持2h；所得样品经无水乙醇洗涤、离心、干燥后，在管式炉中空气气氛下于300℃煅烧2h，最终得到Co_3-xO₄/NiO粉末型催化剂。

3.如权利要求2所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于步骤(1)中乙酸钴的用量为1g，甘油的用量为1-80g，所得到的金属缺陷型Co_3-xO₄纳米颗粒中Co和O的摩尔比为0.56或0.65。

4.如权利要求2所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于步骤(2)中乙酸镍和Co_3-xO₄的摩尔比为20:1或15:1或10:1或8:1或4:1或2:1或1:1或1:2或1:4或1:8或1:10或1:15或1:20。

5.如权利要求2所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于管式炉和烘箱的升温速率均为5℃/min。

6.如权利要求2所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于所得Co_3-xO₄/NiO为球状纳米颗粒，其直径为20nm。

7.如权利要求1所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，所得Co_3-xO₄/NiO粉末型催化剂在电催化水分解析氧反应中的应用。

8.如权利要求7所述的稳定催化剂表面Ni³⁺活性位点的方法，其特征在于Co_3-xO₄/NiO制成工作电极用于电催化水分解析氧时，Co_3-xO₄/NiO在10mAcm^-2和50mAcm^-2下具有252mV和341mV的低过电位，其双电层电容值高达62.0mF/cm²，电化学活性面积高达1033.3cm²。