一种电催化材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113718269A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202111040470.7C25B11/067(2021.01)(22)申请日2021.09.06C25B11/075(2021.01)C25B11/081(2021.01)(71)申请人隆基绿能科技股份有限公司C25B11/089(2021.01)地址710100陕西省西安市长安区航天中C25B11/097(2021.01)路388号C25B11/031(2021.01)(72)发明人孙朱行李子峰解俊杰吴兆徐琛刘童(74)专利代理机构北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)11447代理人董琳(51)Int.Cl.C25B1/04(2021.01)C25B11/054(2021.01)C25B11/061(2021.01)C25B11/065(2021.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称一种电催化材料及其制备方法和应用(57)摘要本公开涉及一种电催化材料及其制备方法和应用，所述电催化材料包括导电载体和负载于所述导电载体上的活性组分，所述导电载体具有类蜂窝状的多孔结构。本公开的电催化材料在活性组分含量较低的情况下，仍具有良好的电催化性能。CN113718269ACN113718269A权利要求书1/1页1.一种电催化材料，其特征在于，所述电催化材料包括导电载体和负载于所述导电载体上的活性组分，所述导电载体具有类蜂窝状的多孔结构。2.根据权利要求1所述的电催化材料，其中，所述多孔结构中孔道的孔径为50nm‑5μm，平均深度为0.5‑20μm，孔壁厚度为0.5‑50nm；优选地，所述孔道的孔径为500nm‑2μm，平均深度为2‑10μm，孔壁厚度为1‑25nm；所述孔径与所述孔壁厚度之比大于10，所述孔道的平均深度与所述孔径之比为1‑10；优选地，所述孔径与所述孔壁厚度之比为20‑200，所述孔道的平均深度与所述孔径之比为2‑6。3.根据权利要求1所述的电催化材料，其中，所述多孔结构中孔道的一端开口或两端同时开口，所述孔道的横截面为多边形、圆形和不规则形中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的电催化材料，其中，以所述电催化材料的总重量为基准，所述活性组分的含量为1重量％以下；所述活性组分含有金属，所述金属包括贵金属和/或非贵金属，所述金属选自铂、铱、钌、铑、钯、镍、铁、钴、钼、钨和锰中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的电催化材料，其中，所述导电载体的导电率大于300S/m，所述导电载体的表面具有1‑3％的缺陷位；优选地，所述导电载体包括碳材料、碳化钨、碳化铬、碳化钽、碳化钛、氮化钛、硼化钛、铜、镍和铁中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的电催化材料，其中，所述电催化材料为颗粒状，所述电催化材料的一次粒径为5‑500μm，比表面积为400‑900m2/g。7.制备权利要求1‑6中任意一项所述的电催化材料的方法，其特征在于，该方法包括：S1、采用选自碱金属化学法、醇碱溶剂热法和氧化石墨烯法中的一种或几种方法制备具有类蜂窝状的多孔结构的导电载体；S2、使所述导电载体与含有活性组分的盐的溶液接触，将固体取出后进行第一干燥和第一焙烧，得到所述电催化材料；或者，该方法包括：在惰性气氛中，将含有活性金属离子的离子交换树脂在高温下进行第二焙烧，其中，所述活性金属离子为所述活性组分中金属的离子。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述碱金属化学法包括如下步骤：使碱金属在0.1‑1MPa的CO或CO2气氛中、500‑700℃下进行第三焙烧0.5‑48h；所述醇碱溶剂热法包括如下步骤：在耐热密闭容器内，使醇与碱在180‑220℃下接触反应12‑48小时，将得到的反应产物在惰性气氛中、800‑1100℃下进行第四焙烧0.5‑5h；所述氧化石墨烯法包括如下步骤：使氧化石墨烯在250‑1000℃进行第五焙烧0.5‑12h；或者，在红外激光照射下，使所述氧化石墨烯进行还原反应1‑30min。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和镁中的一种或几种；所述醇包括甲醇、乙醇、异丙醇和乙二醇中的一种或几种；所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂和氢氧化镁中的一种或几种；所述惰性气氛中含有氩气、氮气和氦气的一种或几种。10.权利要求1‑6中任意一项所述的电催化材料在电解水制氢中的应用。2CN113718269A说明书1/8页一种电催化材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本公开涉及电解水制氢技术领域，具体地，涉及一种电催化材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着煤炭、石油等化石能源的不断消耗，世界能源危机与环境污染日趋严峻。大力发展清洁能源是实现人类可