[发明专利]一种基于泡沫镍自支撑聚合苯硼酸盐的析氢析氧双功能催化电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于泡沫镍自支撑聚合苯硼酸盐的析氢析氧双功能催化电极的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)泡沫镍的预处理：首先，将泡沫镍分别在丙酮溶液、乙醇和去离子水中超声清洗15分钟，将所得泡沫镍收集备用。

2)电沉积有机苯硼酸聚合物膜：将有机苯硼酸化合物溶解在水溶液中，充分搅拌形成有机苯硼酸的均匀水溶液，作为电聚合的电解液。以处理后的泡沫镍分别作为工作电极和为对电极，饱和甘汞电极为参比电极。采用电化学方法在泡沫镍电极上原位电沉积有机苯硼酸聚合物膜PAB/NF。电沉积后，取出泡沫镍用水冲洗干净，真空干燥待用。

3)析氢析氧双功能催化电极制备：将电沉积了有机苯硼酸聚合物膜的泡沫镍裁剪适当尺寸浸在0.01％～0.05％的金属盐前驱体水溶液中，室温下静置6-24h进行吸附自组装，取出泡沫镍反复用去离子水冲洗，经干燥得到基于泡沫镍自支撑聚合苯硼酸盐的析氢析氧双功能催化电极PAB-M/NF(M为Ru、Fe、Co或Ni)。

2.根据权利要求1所述的双功能催化电极的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，有机苯硼酸化合物为4-氨基苯硼酸或3-氨基苯硼酸。

3.根据权利要求1所述的双功能催化电极的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，水溶液为0.5～1M H₂SO₄或0.5～1M HNO₃或0.5～1M的KOH水溶液。

4.根据权利要求1所述的双功能催化电极的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，有机苯硼酸的均匀水溶液浓度为0.01～0.5M。

5.根据权利要求1所述的双功能催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，电化学方法采用循环伏安法，循环电位范围为-0.2～0.8V，循环5～50圈。

6.根据权利要求1所述的双功能催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，电化学方法采用恒电流法，电流密度为0.05～5mA cm^-2，聚合时间为5～30min。

7.根据权利要求1所述的双功能催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，电化学方法采用恒电位法，极化电位为0.2～0.8V，聚合时间为5～30min。

8.根据权利要求1所述的双功能催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，电化学方法采用脉冲电流法，电流密度为1～5mA cm^-2，通电时间与断电时间1∶1，频率10Hz，聚合时间为5～30min。

9.根据权利要求1所述的双功能催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，金属盐前驱体水溶液为氯化钌、氯化镍、氯化钴或氯化铁或者对应的硫酸盐、硝酸盐水溶液。

10.一种如权利要求1～9任意一项所述的基于泡沫镍自支撑聚合苯硼酸盐的析氢析氧双功能催化电极，其特征在于所述双功能催化电极具有优异的HER和OER电催化性能和稳定性，可用作工业水电解槽的析氢析氧催化电极。