一種電解水催化劑的改性方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)為一種電解水催化劑的改性方法。一種電解水催化劑的改性方法，為：將金屬羥基氧化物或水滑石放入環(huán)己烷溶液中，攪拌均勻后，滴加四氯化硅，再室溫攪拌22

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種電解水催化劑的改性方法


[0001]本專利技術(shù)屬于電催化劑的
，具體涉及一種電解水催化劑的改性方法。

技術(shù)介紹

[0002]能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。但隨著世界人口的快速增長以及全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對能源需求日益增加，使用傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等能源資源將會面臨嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。因此，迫切需要開發(fā)無污染、無碳排放以及可持續(xù)再生的替代清潔能源，而氫能因其熱值高、無污染等特點成為優(yōu)異的化石能源替代品。
[0003]對于氫能的制備，其具有多種途徑，其中電催化分解水制氫因其技術(shù)成熟、設(shè)備簡單、無污染，并且所得氫氣純度高、雜質(zhì)含量少，適用于各種場合，故成為目前重要的制氫手段。常用的電解水催化劑有水滑石材料、金屬羥基氧化物等。
[0004]但其純水滑石材料、金屬羥基氧化物存在性能不佳問題，故近些年來，一些研究人員通常對水滑石、金屬羥基氧化物進(jìn)行改性來提高其催化活性，例如形成空位、缺陷、離子摻雜等手段來實施。
[0005]有鑒于此，本專利技術(shù)提出一種新的電解水催化劑的改性方法，通過在水滑石和金屬羥基氧化物中加入四氯化硅，利用四氯化硅與水滑石和金屬羥基氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生的鹽酸對催化劑表面進(jìn)行刻蝕，增多其表面活性位點，有利于其在電催化分解水中的催化活性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0006]本專利技術(shù)的目的在于提供一種電解水催化劑的改性方法，將四氯化硅加入其中對催化劑進(jìn)行剝落改性，改性后的催化劑具有具有大量的表面活性位點，且制備過程簡單明了。<br/>[0007]為了實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案為：
[0008]一種電解水催化劑的改性方法，為：將金屬羥基氧化物或水滑石放入環(huán)己烷溶液中，攪拌均勻后，滴加四氯化硅，再室溫攪拌22
?
26h后，干燥研磨。
[0009]進(jìn)一步的，所述的金屬羥基氧化物或水滑石、SiCl4、C6H
12
的質(zhì)量比為1：12
?
18：50
?
70。
[0010]再進(jìn)一步的，所述的金屬羥基氧化物或水滑石、SiCl4、C6H
12
的質(zhì)量比為1：15：60。
[0011]進(jìn)一步的，所述的水滑石的制備方法為：在75
?
85℃的攪拌下，向金屬鹽溶液中，同時滴加甲酰胺溶液和氫氧化鈉溶液，至溶液pH為9
?
10，反應(yīng)后冷卻至室溫，離心洗滌、干燥研磨后，得水滑石；所述的金屬鹽溶液中含有鎳鹽、銦鹽、鎂鹽中的兩種；
[0012]所述的金屬羥基氧化物的制備方法為：在75
?
85℃的攪拌下，向含有鈷鹽和鉀鹽的金屬鹽溶液中，同時滴加甲酰胺溶液和氫氧化鈉溶液，至溶液pH為9
?
10，反應(yīng)后冷卻至室溫，離心洗滌、干燥研磨后，得金屬羥基氧化物。
[0013]再進(jìn)一步的，所述的鎳鹽為六水合硝酸鎳，銦鹽為硝酸銦水合物，鎂鹽為硝酸鎂；
[0014]所述的鈷鹽為氯化鈷，鉀鹽為過硫酸鉀。
[0015]再進(jìn)一步的，所述的水滑石的制備方法中，金屬鹽溶液中含有的為鎳鹽與銦鹽，其摩爾量比為2.5
?
3.5：1；
[0016]所述的水滑石的制備方法中，金屬鹽溶液中含有的為鎳鹽與鎂鹽，其摩爾量比為45
?
55：1；
[0017]所述的鈷鹽和鉀鹽的摩爾量比為15
?
25:1。
[0018]再進(jìn)一步的，所述的水滑石的制備方法中，金屬鹽溶液中含有的為鎳鹽與銦鹽，其摩爾量比為3：1；
[0019]所述的水滑石的制備方法中，金屬鹽溶液中含有的為鎳鹽與鎂鹽，其摩爾量比為40：1；
[0020]所述的鈷鹽和鉀鹽的摩爾量比為20:1。
[0021]再進(jìn)一步的，所述的攪拌溫度為80℃；
[0022]所述的甲酰胺溶液的體積分?jǐn)?shù)為20
?
26％；
[0023]離心洗滌采用按照2:1的體積比混合的乙醇和水的混合液。
[0024]再進(jìn)一步的，所述的甲酰胺溶液的體積分?jǐn)?shù)為23％。
[0025]本專利技術(shù)的另一個目的在于提供一種改性水滑石電催化劑，采用上述的制備方法制備而成，該催化劑具有大量的表面活性位點，電催化性能優(yōu)異。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益之處在于：
[0027]1、從原料方面，四氯化硅屬于工業(yè)副產(chǎn)物，處理不當(dāng)將會對周遭環(huán)境和身體健康造成一定的危害。本專利技術(shù)通過在電解水催化劑中加入四氯化硅，在對電解水催化劑改性的同時，實現(xiàn)了廢物利用。
[0028]2、本專利技術(shù)是一種對于電解水催化劑新的形貌調(diào)控方法，將四氯化硅工業(yè)副產(chǎn)物二次應(yīng)用于制備新能源的技術(shù)中，前后貫徹清潔原料與技術(shù)的手段，且獲得催化劑具有優(yōu)異的電催化性能。
附圖說明
[0029]圖1為實施例2測試的NiIn
?
LDH與Si
?
NiIn
?
LDH的HER的LSV曲線；
[0030]圖2為實施例2測試的NiIn
?
LDH與Si
?
NiIn
?
LDH的OER的LSV曲線；
[0031]圖3為實施例2測試的NiIn
?
LDH與Si
?
NiIn
?
LDH的全水解曲線。
具體實施方式
[0032]為了進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)一種電解水催化劑的改性方法，達(dá)到預(yù)期專利技術(shù)目的，以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本專利技術(shù)提出的一種電解水催化劑的改性方法，其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點可由任何合適形式組合。
[0033]下面將結(jié)合具體的實施例，對本專利技術(shù)一種電解水催化劑的改性方法做進(jìn)一步的詳細(xì)介紹：
[0034]本專利技術(shù)提供了一種電解水催化劑的改性方法。其所述改性方法為：在燒杯中放入含有兩種金屬鹽的水溶液，在80℃的磁攪拌下，同時滴加甲酰胺溶液和氫氧化鈉溶液，并保
持溶液pH為9
?
10。反應(yīng)后冷卻至室溫后，溶液經(jīng)過洗滌、離心、干燥研磨后得到電解水催化劑，之后取電解水催化劑放入環(huán)己烷溶液中，磁攪拌20min后將四氯化硅緩慢滴入燒杯中，并使用保險膜封閉燒杯口，室溫攪拌24h，之后干燥研磨便可得到所述的硅摻雜電解水催化劑。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：
[0035]一種電解水催化劑的改性方法，為：將金屬羥基氧化物或水滑石放入環(huán)己烷溶液中，攪拌均勻后，滴加四氯化硅，再室溫攪拌22
?
26h后，干燥研磨。
[0036]優(yōu)選的，所述的金屬羥基氧化物或水滑石、SiCl4、C6H
12
的質(zhì)量比為1：12
?
18：50
?
70。
[0037]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的金屬羥基氧化物或水滑石、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解水催化劑的改性方法，其特征在于，所述的改性方法為：將金屬羥基氧化物或水滑石放入環(huán)己烷溶液中，攪拌均勻后，滴加四氯化硅，再室溫攪拌22
?
26h后，干燥研磨。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述的金屬羥基氧化物或水滑石、SiCl4、C6H
12
的質(zhì)量比為1：12
?
18：50
?
70。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述的金屬羥基氧化物或水滑石、SiCl4、C6H
12
的質(zhì)量比為1：15：60。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述的水滑石的制備方法為：在75
?
85℃的攪拌下，向金屬鹽溶液中，同時滴加甲酰胺溶液和氫氧化鈉溶液，至溶液pH為9
?
10，反應(yīng)后冷卻至室溫，離心洗滌、干燥研磨后，得水滑石；所述的金屬鹽溶液中含有鎳鹽、銦鹽、鎂鹽中的兩種；所述的金屬羥基氧化物的制備方法為：在75
?
85℃的攪拌下，向含有鈷鹽和鉀鹽的金屬鹽溶液中，同時滴加甲酰胺溶液和氫氧化鈉溶液，至溶液pH為9
?
10，反應(yīng)后冷卻至室溫，離心洗滌、干燥研磨后，得金屬羥基氧...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于鋒，趙云霞，楊盛超，楊金鳳，
申請(專利權(quán))人：石河子大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：