一种Ni-Se-C析氢电极及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896811A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211499307.1C25D9/00(2006.01)(22)申请日2022.11.28(71)申请人江苏科技大学地址212003江苏省镇江市京口区梦溪路2号(72)发明人吴艺辉孙泽生王宇鑫何震尹丽郭平义(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204专利代理师李倩(51)Int.Cl.C25B1/04(2021.01)C25B11/052(2021.01)C25B11/091(2021.01)C25B11/031(2021.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种Ni-Se-C析氢电极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种Ni‑Se‑C析氢电极及其制备方法，属于电催化析氢技术领域。所述Ni‑Se‑C析氢电极由导电基体以及电沉积在导电基体表面的Ni‑Se‑C镀层组成。本发明首先将导电基体进行预处理；然后通过电沉积方式在预处理的导电基体上沉积Ni、Se、C元素，形成具有优异析氢性能的Ni‑Se‑C析氢电极。本发明合成方法简单且催化层结构稳定，所合成的Ni‑Se‑C析氢电极可广泛应用于电解水制氢工业，具有显著的实用价值和经济价值。CN115896811ACN115896811A权利要求书1/1页1.一种Ni‑Se‑C析氢电极，其特征在于：由导电基体以及电沉积在导电基体表面的Ni‑Se‑C镀层组成。2.根据权利要求1所述的Ni‑Se‑C析氢电极，其特征在于：所述Ni‑Se‑C镀层中，各元素的质量百分含量为：40～60％Ni、40～60％Se以及余量为C。3.根据权利要求1所述的Ni‑Se‑C析氢电极，其特征在于：所述导电基体为泡沫镍基体。4.权利要求1所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)先配制电镀水溶液，电镀水溶液通过往水中加入镍源、硒源、碳源、缓冲剂和导电剂配制而成；(2)以预处理后的导电基体作为工作电极、石墨片作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，采用电沉积法在电镀水溶液中进行电沉积，在导电基体表面得到Ni‑Se‑C镀层。5.根据权利要求4所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述镍源为水溶性镍盐中的一种或几种的混合物；所述硒源为二氧化硒、亚硒酸钠、硒酸钠中的一种或几种的混合物；所述碳源为精氨酸、赖氨酸或组氨酸中的一种或几种的混合物。6.根据权利要求4所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述缓冲剂为硼酸或氯化铵。7.根据权利要求4所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述导电剂为NaCl、LiCl或KCl中的一种或几种的混合物。8.根据权利要求4所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，电镀水溶液中，镍源的质量浓度为20～40g/L，硒源的质量浓度为5～20g/L，碳源的质量浓度为2～5g/L，缓冲剂的质量浓度为20～60g/L，导电剂的质量浓度为1～10g/L。9.根据权利要求4所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，电沉积过程中，电镀水溶液的温度为25～50℃。10.根据权利要求4所述的Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，电沉积中循环电位为‑2～0.4V；扫描速度2～10mV/s；循环圈数为3～11。2CN115896811A说明书1/5页一种Ni‑Se‑C析氢电极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种Ni‑Se‑C析氢电极，尤其涉及一种Ni‑Se‑C析氢电极的制备方法。背景技术[0002]在碳中和目标背景下，利用可再生能源耦合发电制氢，能实现峰谷电消纳与分布式能源综合应用。氢能作为化石能源和可再生能源之间过渡和转换的桥梁，有望降低交通运输过程中的碳排放，代替焦炭用于冶金工业降低碳排放。电解水制氢是一种应用较广且技术成熟的工业制氢方式，但电解水制氢受过电位高等因素的影响，通常需要消耗大量的电能，严重阻碍了该技术的大规模应用。[0003]近年来，开发低成本的非贵金属电催化剂是降低电解水制氢能耗的有效办法。专利CN114703506A公开了一种微米球状MnFe2O4负载纳米线状的WS2复合材料电催化制氢催化剂及其制备方法。该方法合成的催化剂具有较高的比表面积，从而具备了较高的析氢性能，然而其制备步骤繁琐，且合成的催化剂材料为粉体材料，需要用有机粘结剂才能负载在基底材料上，降低了电荷转移速度。[0004]专利CN115011995A公开了一种铈基析氢电催化剂及其制备方法和应用。该专利具有操作简单的优势，然而其析氢过电位偏高，难以满足工业化电解水制氢的需