本發(fā)明屬于電解水領(lǐng)域，特別涉及一種氮化碳修飾鈷基析氧催化劑的方法。

背景技術(shù)：

泡沫鎳，作為具有高導(dǎo)電性和3d結(jié)構(gòu)的商業(yè)材料，是理想的電極基底材料。

為了解決當(dāng)前的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，清潔可再生能源的開發(fā)變得愈來緊迫?？茖W(xué)家們認(rèn)為通過裂解水制備氧氣是最佳的可行方案之一，水氧化是一個(gè)復(fù)雜緩慢的過程，而且水氧化是全分解水的瓶頸。因此必須嘗試設(shè)計(jì)各樣的催化劑來加速這一過程。其中含鈷氧化物因其廉價(jià)且活性好而被視為水氧化的理想催化劑之一，由于泡沫鎳的高導(dǎo)電性和比較大的比表面積，所以將二者進(jìn)行結(jié)合，可以有效地增加在單位面積上的電流密度以提升析氧反應(yīng)的活性，可以很好地解決鈷基析氧催化劑在電催化領(lǐng)域現(xiàn)有的一些缺點(diǎn)。

因此，如何提升催化過程中電流密度、提高材料的比表面積是研究水分解電催化性質(zhì)的核心問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種氮化碳修飾鈷基析氧催化劑的方法，提高作為光電解水催化劑的鈷膜的性能。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

水熱合成的方法，使泡沫鎳表面及空洞內(nèi)部沉積氮化碳修飾的鈷膜，提高其電催化性能，包括以下步驟：

步驟1)水熱合成的基底采用泡沫鎳(99％)，以硝酸鈷，水，尿素，六次甲基四胺，氮化碳的混合溶液為沉積液，在高溫密閉的容器中反應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述的硝酸鈷溶液的濃度為0.01～0.2mol/l。

進(jìn)一步的，所述的尿素的濃度為0.1～0.5mol/l。

進(jìn)一步的，所述的六次甲基四胺的濃度為0.01～0.2mol/l。

進(jìn)一步的，所述的2g/l的氮化碳的加入量為5～200ml/l。

進(jìn)一步的，所述的沉積溫度為100℃，若溫度過低，則生成的鈷膜較薄或者無法沉積；若溫度過高，沉積的二價(jià)的鈷會(huì)被進(jìn)一步氧化。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的效果及優(yōu)點(diǎn)是：

(1)水熱法進(jìn)行沉積，得到鈷基析氧催化劑，提高了析氧性能，操作簡(jiǎn)便并且晶粒純度高；

(2)水熱法沉積設(shè)備簡(jiǎn)單，較易達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模和要求；

(3)沉積的鈷膜比較穩(wěn)定。

由上述優(yōu)點(diǎn)可見，本發(fā)明對(duì)提高作為析氧催化劑的鈷膜分解水性能有重要意義。

附圖說明

圖1實(shí)施例1中，(a)和(b)分別為泡沫鎳沉積氮化碳前后的鈷基析氧催化劑的掃描電鏡圖。

圖2實(shí)施例1中，鈷基析氧催化劑沉積氮化碳前后的線性掃描伏安圖。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)及特點(diǎn)，但這些實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

水熱合成的方法，使泡沫鎳表面及空洞內(nèi)部沉積氮化碳修飾的鈷膜，提高其電催化性能，包括以下步驟：

步驟1)水熱合成的基底采用純鎳片(99％)，以硝酸鈷，水，尿素，六次甲基四胺，氮化碳的混合溶液為沉積液，在高溫密閉的容器中反應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述的硝酸鈷溶液的濃度為0.09mol/l。

進(jìn)一步的，所述的尿素的濃度為0.28mol/l。

進(jìn)一步的，所述的六次甲基四胺的濃度為0.08mol/l。

進(jìn)一步的，所述的2g/l的氮化碳的加入量為150ml/l。

進(jìn)一步的，所述的沉積溫度為100℃，時(shí)間為6h，若溫度過低，則生成的鈷膜較薄或者無法沉積；若溫度過高，沉積的二價(jià)的鈷會(huì)被進(jìn)一步氧化。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了氮化碳修飾鈷基析氧催化劑的方法。該方法采用水熱法法制備鈷基析氧催化劑，將泡沫鎳表面通過水熱生長(zhǎng)鈷基析氧催化劑，使氮化碳沉積在泡沫鎳的表面和孔洞內(nèi)部，得到氮化碳修飾的鈷基析氧催化劑，提高其析氧活性。由于該方法為水熱法，粒子純度高、分散性好、晶形好且可控制,且析氧活性較好，制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，易于操作，便與大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉長(zhǎng)海;王可;陳智棟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.18
技術(shù)公布日：2017.09.15