[发明专利]一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂附着在导电基底上并呈凹凸状，并且表面附着部分类球形颗粒；所述催化剂中含有Ni、Sn、La元素，其中Ni的赋存价态包括零价、正二价和/或正三价；Sn的赋存价态包括零价、正二价和/或正四价，La的赋存价态包括零价和/或正三价。

2.根据权利要求1所述的一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，其特征在于：所述导电基底为镍网，

所述催化剂中Ni、Sn、La的摩尔比为75-80：15-25：1.5-3；且Ni、Sn、La元素均匀分布在电极表面。

3.根据权利要求1所述的一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，其特征在于：所述Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，具有非晶态特征结构；且不含粘结剂。

4.根据权利要求1所述的一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，其特征在于：室温下，在1mol/L KOH中，所得催化剂在10mA·cm^-2的电流密度下的过电位为51～134mV、优选为51～75mV、进一步优选为51～62mV、更进一步优选为51mV。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

以表面清洁的导电基底作为阴极，以石墨板为阳极，将其置于电沉积溶液中进行电沉积，在阴极上得到所述催化剂；所述电沉积溶液中含有可溶性镍盐、可溶性锡盐、可溶性镧盐和可溶性添加剂；

所述电沉积溶液中Ni的摩尔浓度为0.042～0.210mol/L、优选为0.12～0.15mol/L；Sn的摩尔浓度为0.004～0.040mol/L、优选为0.02～0.025mol/L；La的摩尔浓度为0.004～0.028mol/L，优选为0.01～0.015mol/L；

所述可溶性添加剂含有K₄P₂O₇·3H₂O、C₂H₅NO₂；其中K₄P₂O₇·3H₂O浓度为50～250g/L，、C₂H₅NO₂浓度为5～25g/L；

进行电沉积时，温度控制20～50℃，沉积的电流密度控制为15～60mA·cm^-2，沉积时间为10～40min。

6.根据权利要求5所述的一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，其特征在于：

所述电沉积溶液中NiCl₂·6H₂O浓度为10～50g/L、SnCl₂·2H₂O浓度为1～9g/L、；LaCl₃浓度为1～7g/L、K₄P₂O₇·3H₂O浓度为50～250g/L、C₂H₅NO₂浓度为5～25g/L。

7.根据权利要求5所述的一种Ni-Sn-La碱性电解水析氢催化剂，其特征在于：所述电沉积溶液中NiCl₂·6H₂O浓度为30g/L、SnCl₂·2H₂O浓度为4.5～5g/L；LaCl₃浓度为3g/L、K₄P₂O₇·3H₂O浓度为150g/L、C₂H₅NO₂浓度为10g/L；

进行电沉积时，温度控制30℃、沉积的电流密度控制为30mA·cm^-2、沉积时间为20min。