【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碱性电解水阳极析氧反应催化剂材料的制备方法。
技术介绍
1、能源通常作为科技进步的根基和驱动力，但是，目前全球约65%的能源需求来自化石能源。随着能源消耗量的持续攀升，温室气体的排放呈逐年上升趋势。目前，二氧化碳排放主要来源于化石能源的使用与制造业的生产活动，其中煤炭作为推动工业化与城市化进程的关键能源，其产生的碳排放量在总量中占比高达 75%。温室气体的过量排放引发了气候变暖、环境恶化等诸多严峻问题，对全球生态平衡构成了严重威胁。因此，探寻清洁且可持续的能源来替代传统化石燃料，被视作应对气候变化与能源短缺的有效途径之一，这就要求将可再生能源高效转化为稳定的电力供应。氢能因具备能量密度高、零污染的特性，且其热值相较于焦炭、汽油等碳氢燃料高出3-4倍，被公认为是极具潜力的清洁能源。当前，大量研究人员一直围绕着电化学分解水系统展开研究，其中碱性电解水阳极析氧反应（oer）。然而，由于存在反应势垒高、动力学过程迟缓的问题，致使整体的电解水电解池的活性难以提升，严重制约了电解水技术的工业化应用。因此，研发可在低电位下驱动 oer 反应的高效电催化剂已成为当务之急。
2、在探索高效 oer 电催化材料时，通常会综合考量多方面因素，诸如高导电性、较大的比表面积、催化剂自身固有活性、活性位点的优化配置、出色的电荷转移能力、高效的活性物质传递以及多孔结构等特性。在众多新兴研究方向之中，金属有机框架（mofs）脱颖而出，成为构建功能性及新型碳材料极具潜力的候选对象。mofs 材料通常具有极大的比表面积和孔体积，能够精
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中碱性电解水阳极析氧反应中电催化性能低、贵金属催化剂成本高的问题，提供了一种适用于析氧反应催化剂co4s3的制备方法。
2、一种co4s3析氧反应催化剂材料是由钴源和硫源制备的复合材料，所述复合材料是粒径在500 nm左右的硫化钴复合材料；所述钴源与硫源质量比为1：(2 ~ 3)。
3、一种co4s3析氧反应催化剂材料的制备方法具体按以下步骤进行：1）将0.23 g钴基zifs（zif-67）均匀分散于200 ml乙醇和去离子水混合溶液中，超声0.5 h，得到溶液a；2）将0.4 g硫化钠均匀分散于80 ml乙醇中得到溶液b；3）将步骤1）所得溶液a置于三颈烧瓶中，在110℃油浴条件下反应0.5 h后，加入步骤2）所得溶液b，继续在110℃油浴条件下反应2 h后离心收集，乙醇洗涤烘干得到固体样品；4）将步骤3）所得固体样品置于瓷舟中，在 350℃ 下的氮气氛围管式炉中反应2 h后，得到最终产物co4s3。
4、上述步骤1）中所需钴基 zifs（zif-67）的制备按以下步骤进行：首先，将0.584 g六水合硝酸钴均匀分散于溶有10 mg ctab的20 ml去离子水中，得到溶液c,再将9.08 g 2-甲基咪唑溶于140 ml去离子水中得到溶液d，将溶液c、d混合后搅拌0.5 h，乙醇洗涤，离心收集，烘干24 h 后得到zif-67。
5、上述步骤1）中200 ml乙醇和去离子水混合溶液中乙醇和去离子水的比例为4：1。
6、本专利技术具备以下有益效果：
7、1、本专利技术制备的co4s3碱性电解水析氧反应催化剂材料在制备过程中应用zif-67作为前驱体制备催化剂，最大程度利用其形貌可控的优势，通过一系列方法调控反应条件，制备出空心纳米立方体状的多面体形貌，增大了催化剂比表面积，有利于暴露更多的活性位点。
8、2、本专利技术制备的co4s3碱性电解水析氧反应催化剂材料经系列性能测试得知，oer过电位仅为156 mv，且经过72 h稳定性测试后仍能保持89%的初始电流，表现了较高的催化性能和稳定性，具有优异的oer性能。
9、3、本专利技术制备的co4s3碱性电解水析氧反应催化剂材料引入硫原子后，通过简单热解步骤即可得到，操作简单，使用药品种类少，有效降低制备成本，为规模化应用生产提供理论依据。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于析氧反应催化剂的制备是通过以下步骤实现的：
2.根据权利要求1所述的一种析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中乙醇和去离子水的混合溶液体积为中乙醇与去离子水的比例为4：1。
3.根据权利要求1所述的一种析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中在110℃油浴条件下反应0.5 h后，加入步骤1）所得溶液B。
4.根据权利要求1所述的一种析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中在350℃下的氮气氛围管式炉中反应2 h。
【技术特征摘要】
1.一种析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于析氧反应催化剂的制备是通过以下步骤实现的：
2.根据权利要求1所述的一种析氧反应催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中乙醇和去离子水的混合溶液体积为中乙醇与去离子水的比例为4：1。
3.根据...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。