[发明专利]电解水析氧反应催化剂及其制备方法与装置

权利要求书

1.电解水析氧反应催化剂，其特征在于，所述催化剂具有微纳米柱以及微纳米簇团的微纳米多级结构，微纳米柱以及微纳米簇团的直径为500nm-20μm，催化剂表面粗糙度为3-12μm，所述催化剂相结构为Ni-Co合金和CeO₂的双相结构。

2.根据权利要求1所述的电解水析氧反应催化剂，其特征在于，所述催化剂中的Ni元素含量为30-50％，Co元素含量为20-40％，Ce元素含量为5-15％，O元素含量为10-30％。

3.根据权利要求1或2任一项所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)纳米CeO₂和纳米Ni采用球磨机进行球磨，得到CeO₂/Ni纳米混合粒子；

2)将CeO₂/Ni纳米混合粒子添加到电解液中，电化学工作站的阳极连接Ni棒，阴极连接基体材料，放入电解槽中，搅拌电解液，并在电解槽旁增加与基体材料表面相交的磁场，进行电化学沉积，获得所述电解水析氧反应催化剂。

4.根据权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，所述纳米CeO₂的粒径为15-30nm，纳米Ni的粒径为50-150nm，纳米CeO₂与纳米Ni的质量比为1-3：2-5。

5.根据权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，球磨机旋转速度280-350转/分，球磨时间3-6小时。

6.根据权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，CeO₂/Ni纳米混合粒子在电解液中的浓度为4-5g/L。

7.根据权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，电解液包括：NiSO₄·6H₂O 280-300g/L、NiCl₂·6H₂O 40-50g/L、CoSO₄·7H₂O 40-50g/L、H₃BO₄40-50g/L、C₇H₅O₃NS 5-10g/L，pH值为4.4-4.6。

8.根据权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，电化学沉积时，采用2mA的恒电流和1.2mV的恒电位，沉积温度为室温，搅拌转速为30-60转/分钟。

9.根据权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于，基体材料表面的磁场强度20-100mT。

10.用于权利要求3所述的电解水析氧反应催化剂的制备方法的磁场辅助电化学沉积装置，其特征在于，包括：

磁力搅拌装置；

电解槽，其设置在所述磁力搅拌装置的上方，所述电解槽中放置有磁转子，所述电解槽中盛放有电解液，所述电解槽中设置有阳极、阴极和参比电极，所述电解槽的外侧设置有永磁铁以使永磁铁的磁场贯穿所述阴极；

电化学工作站，其与所述阳极、阴极、参比电极电性连接。