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一種電極催化劑及其制備方法與流程

文檔序號:39728209發(fā)布日期:2024-10-22 13:31閱讀:54來源:國知局
一種電極催化劑及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及納米材料,具體涉及催化材料,特別是涉及一種電極催化及其制備方法。


背景技術(shù):

1、催化劑在電解水或燃料電池技術(shù)中起著關(guān)鍵作用。它們是用于在電極表面催化還原反應(yīng)的材料。然而,催化劑的貴金屬的高成本限制了其在大規(guī)模應(yīng)用中的普及。為了降低成本并提高效率,研究人員不斷開發(fā)了各種催化劑,以改善催化活性和穩(wěn)定性。

2、因此,為了克服現(xiàn)有的技術(shù)問題,需要進一步研究和開發(fā)新的制備技術(shù),以提高催化劑的催化性能和穩(wěn)定性,降低制備成本及催化劑的貴金屬成本,這將有助于推動電解水及相關(guān)清潔能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種電極催化劑及其制備方法,以降低制備成本,實現(xiàn)對顆粒尺寸和分散性的精確控制,并實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種電極催化劑,包括:

3、納米顆粒團簇,包括至少三種金屬元素;以及

4、分散層,形成于所述納米顆粒團簇的納米顆粒之間。

5、在一實施例中,所述納米顆粒團簇為高熵納米顆粒團簇。

6、在一實施例中,所述納米顆粒團簇的尺寸小于50nm。

7、在一實施例中,所述分散層包括甘油、檸檬酸(鹽)、羧甲基纖維素、十八烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、氯化(溴化)十六烷基吡啶、硬脂酸、油酸、月桂酸、聚丙烯酸的一種或多種的混合。

8、在不同實施例中,電極催化劑的制備方法包括如下步驟:

9、配制前驅(qū)體混合液,所述前驅(qū)體混合液包括過渡金屬前驅(qū)體及分散劑;以及

10、將所述前驅(qū)體混合液經(jīng)過攪絆、反應(yīng)、及干燥的步驟,得到所述電極催化劑。

11、在一實施例中,所述過渡金屬前驅(qū)體的過渡金屬元素包括:mn、cr、fe、co、ni、cu、zn、mo、w、鑭系稀土元素的兩種或多種的混合。

12、在一實施例中,所述分散劑和金屬離子濃度摩爾比例為1:100~100:1。

13、在一實施例中,所述分散劑包括甘油、檸檬酸(鹽)、羧甲基纖維素、十八烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、氯化(溴化)十六烷基吡啶、硬脂酸、油酸、月桂酸、聚丙烯酸的一種或多種的混合。

14、本發(fā)明還提供一種制氫電解槽用的電極,包括:基材及如上所述的電極催化劑。

15、本發(fā)明還提供一種制氫電解槽,包括如上所述的電極。

16、如上所述,本發(fā)明具有以下有益效果:

17、本發(fā)明可以控制納米顆粒尺寸,限制團聚;同時,限制熱解時合金氧化物結(jié)晶,從而降低結(jié)晶度豐富缺陷活性位點。本發(fā)明的納米顆粒團簇的活性位點暴露較高,且具有較高的導(dǎo)電性。

18、再者,本發(fā)明可在溫和反應(yīng)環(huán)境下高效快速地還原制備出具有較小納米顆粒尺寸的合金納米顆粒,并形成電催化材料。



技術(shù)特征:

1.一種電極催化劑,其特征在于,包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極催化劑,其特征在于:所述納米顆粒團簇為高熵納米顆粒團簇。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極催化劑,其特征在于:所述納米顆粒團簇的尺寸小于50nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極催化劑,其特征在于:所述分散層包括甘油、檸檬酸(鹽)、羧甲基纖維素、十八烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、氯化(溴化)十六烷基吡啶、硬脂酸、油酸、月桂酸、聚丙烯酸的一種或多種的混合。

5.一種權(quán)利要求1所述的電極催化劑的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于:所述過渡金屬前驅(qū)體的過渡金屬元素包括:mn、cr、fe、co、ni、cu、zn、mo、w、鑭系稀土元素的兩種或多種的混合。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于:所述分散劑和金屬離子濃度摩爾比例為1:100~100:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于:所述分散劑包括甘油、檸檬酸(鹽)、羧甲基纖維素、十八烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、氯化(溴化)十六烷基吡啶、硬脂酸、油酸、月桂酸、聚丙烯酸的一種或多種的混合。

9.一種制氫電解槽用的電極,其特征在于,包括:基材及權(quán)利要求1所述的電極催化劑。

10.一種制氫電解槽,其特征在于,包括權(quán)利要求9所述的電極。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域,具體公開了一種電極催化劑及其制備方法,電極催化劑包括:納米顆粒團簇,包括至少三種金屬元素;以及分散層,形成于所述納米顆粒團簇的納米顆粒之間。制備方法包括如下步驟:配制前驅(qū)體混合液;在前驅(qū)體混合液中加入還原劑,并經(jīng)過攪絆、反應(yīng)、及干燥得到所述電極催化劑。本發(fā)明的納米顆粒團簇的活性位點暴露較高,且具有較高的導(dǎo)電性。

技術(shù)研發(fā)人員:請求不公布姓名,請求不公布姓名,周振聲
受保護的技術(shù)使用者:蘇州莒納新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/10/21
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