[发明专利]一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂及制备方法

摘要

本发明提供了一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂及制备方法。将碳布退火处理后浸泡与丙酮溶液中，浸入六水合硝酸镍、柠檬酸及无水乙醇制成的透明溶胶，取出后高温焙烧，得到表层负载氧化镍纳米线的碳布，进一步处理形成纳米氧化镍阵列，最后以硼酸盐溶液为缓冲液，制得用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂。该方法通过在碳布表面直接负载硼酸镍阵列，提高了催化剂与碳布之间的结合力和电子输运能力，同时多孔纳米阵列增加了活性点位与电解质之间的界面接触，提升了催化剂的催化活性和制氢效率，并且原料价格低廉，制备方法简单，催化效率高，适宜于大规模生产。

主权项

1.一种用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳布在氮气气氛下退火处理，然后在丙酮溶液中浸泡10~20min；（2）将六水合硝酸镍与柠檬酸加入无水乙醇中，置于水浴中搅拌，制成透明溶胶；其中，六水合硝酸镍20~30重量份、柠檬酸10~15重量份、无水乙醇55~70重量份；（3）将步骤（1）处理后的碳布浸入溶胶中，抽真空至碳布表面不再冒泡，保持一定时间，使胶体进入碳布的孔隙中；（4）将碳布取出，洗净、干燥，高温焙烧，制得表层负载氧化镍纳米线的碳布；（5）将表层负载氧化镍纳米线的碳布在磁场作用下进行退火处理，使氧化镍纳米线在碳布表层形成纳米氧化镍阵列；（6）以硼酸盐溶液为缓冲液，通过氧化极化使得镍在氧化镍处发生电化学氧化，形成镍离子，与硼酸根离子通过静电吸引相互作用发生硼酸镍的原位沉积，同时不断暴露出新的氧化镍，使氧化镍纳米线转变为多孔非晶态硼酸镍纳米阵列，制得用于制备燃料电池用氢的三维阵列催化剂。