[发明专利]纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni-Zn析氢材料的制备方法

摘要

纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn析氢材料的制备方法，本发明涉及一种纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn复合析氢材料的制备方法。本发明是要解决目前非贵金属析氢材料催化活性低、能耗高的问题。纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn析氢材料的制备方法：(1)科琴碳黑浆液的制备；(2)纳米晶IF钢前处理；(3)纳米晶IF钢表面自组装科琴碳黑；(4)电镀Ni‑Zn合金，在IF钢表面获得比表面积大、析氢催化活性高的科琴碳黑/Ni‑Zn复合层。本发明制备的纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn析氢材料可以有效提高析氢催化活性，降低电解析氢过程中的能耗。

主权项

1.纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn析氢材料的制备方法，其特征在于纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn析氢材料的制备方法按以下步骤进行：(1) 科琴碳黑浆液的制备：a. 将加入了0.5~1.0 g科琴碳黑的100 ml硝酸+盐酸混合液在室温下搅拌1 h之后超声处理1h；b. 重复步骤a 2~10次，完成科琴碳黑的亲水化处理；c. 采用去离子水对步骤b处理后的科琴碳黑进行离心洗涤5次，将科琴碳黑分散于1 L去离子水中，用氨水调节pH值为11.0~12.0，配得科琴碳黑浆液；(2) 纳米晶IF钢前处理：d. 以纳米晶IF钢为阴极、石墨为阳极在30 g/L NaOH溶液中以3.0~5.0 A/dm2的电流密度在室温下进行电解除油1~3 min，然后经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗完成电解除油；e. 将经过除油的纳米晶IF钢浸入温度为25~30℃、浓度为1%~3%的盐酸溶液中浸蚀10~30 s，再经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗后，完成纳米晶IF钢的前处理；(3) 纳米晶IF钢表面自组装科琴碳黑：f. 将浓度为1.5~2.0 g/L的阳离子型聚丙烯酰胺溶于去离子水中，在室温下搅拌3~5 h后配得阳离子型聚丙烯酰胺溶液；g. 将经过步骤(2)处理之后的纳米晶IF钢浸入步骤f配制的阳离子型聚丙烯酰胺溶液中3~5 min，然后浸入丙酮中10 s，取出自然晾干后浸入步骤(1)配制的科琴碳黑浆液中3~5 min，然后浸入丙酮中10 s，取出自然晾干后浸入封闭液中10~60 s，取出后自然晾干，完成纳米晶IF钢表面自组装科琴碳黑，其中封闭液为0.1~2.0 wt%的Nafion乙醇溶液；(4) 电镀Ni‑Zn合金：h. 将步骤(3)制备的纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑复合材料作为阴极，钛板作为阳极，浸入温度为30~45 ℃的电镀Ni‑Zn合金溶液中，在电流密度为5.0~8.0 A/dm2的条件下电沉积1~15 min，之后经过一道自来水清洗、三道去离子水清洗，再冷风吹干完成纳米晶IF钢/自组装科琴碳黑/Ni‑Zn析氢材料的制备。