本发明涉及新能源技术领域,尤其涉及一种高效稳定的阳极析氧电催化剂。
背景技术:
随着传统的化石能源的日渐耗尽和环境保护压力的增大,开发环境友好和经济适用的可再生清洁新能源,缓解化石能源危机,实现能源、环境和经济的协调发展已经成为当前全球关注的焦点和科学研究的热点。太阳能具有分布广泛、储量巨大、清洁无害、寿命长久等优势,是最有发展前景的可再生能源。但是由于季节更替和昼夜变化使得太阳能在大规模利用中的存储变得极其重要。太阳能的光电转化存在电压低、并网难的问题,通过电解水制氢的方式储存太阳能可有效解决这一问题,并且氢能的利用是一个清洁无污染的过程。但是电解水制氢的能耗较大,效率不高极大限制了电解水制氢的发展。从目前常用的电解水制氢来看,所消耗的电能有25%左右浪费在克服电极过电位,特别是阳极析氧反应(oer)的过电位上。由于阳极析氧的反应动力学过程慢,限制着整个电解水反应的速率,因此开发高效、稳定的阳极析氧电催化剂,降低电解水的阳极析氧过电位对减少电解水制氢的能耗有很重要的意义。
技术实现要素:
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高效稳定的阳极析氧电催化剂。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
本发明由硝酸钴、氟化氨、碳酰胺、氧化硅、氨丙基硅酸乙酯、乙醇制成;其具体步骤如下:
(1)将氨丙基硅酸乙酯、乙醇进行混合,制成溶液;
(2)将氧化硅置入步骤(1)中的溶液中进行恒温反应,反应后进行过滤、干燥;
(3)将过滤后的物质在氩气的保护下于400~800℃煅烧;
(4)煅烧过程中加入硝酸钴、氟化氨和碳酰胺,而后退火;
(5)退火后置入氧化石墨烯溶液中浸泡;
(6)浸泡后过滤,进行真空干燥,干燥后即得阳极析氧电催化剂。
优选的,所述步骤(1)中,氨丙基硅酸乙酯、乙醇与质量比为0.1∶99.9。
优选的,所述步骤(2)中,恒温温度为75~85℃。
优选的,所述步骤(4)中,硝酸钴、氟化氨和碳酰胺的质量比为1∶2∶1.5。
优选的,所述步骤(5)中,浸泡时间为1.5h~2h。
优选的,所述步骤(5)中,氧化石墨烯溶液的浓度为0.5~1.2mg/ml。
本发明的有益效果在于:
本发明是一种高效稳定的阳极析氧电催化剂,与现有技术相比,本发明应用于电解水的阳极析氧过电位,能够减少电解水制氢的能耗,同时具有高效、稳定的特点,为新能源开发奠定基础。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明:
本发明由硝酸钴、氟化氨、碳酰胺、氧化硅、氨丙基硅酸乙酯、乙醇制成;其具体步骤如下:
(1)将氨丙基硅酸乙酯、乙醇进行混合,制成溶液;
(2)将氧化硅置入步骤(1)中的溶液中进行恒温反应,反应后进行过滤、干燥;
(3)将过滤后的物质在氩气的保护下于400~800℃煅烧;
(4)煅烧过程中加入硝酸钴、氟化氨和碳酰胺,而后退火;
(5)退火后置入氧化石墨烯溶液中浸泡;
(6)浸泡后过滤,进行真空干燥,干燥后即得阳极析氧电催化剂。
优选的,所述步骤(1)中,氨丙基硅酸乙酯、乙醇与质量比为0.1∶99.9。
优选的,所述步骤(2)中,恒温温度为75~85℃。
优选的,所述步骤(4)中,硝酸钴、氟化氨和碳酰胺的质量比为1∶2∶1.5。
优选的,所述步骤(5)中,浸泡时间为1.5h~2h。
优选的,所述步骤(5)中,氧化石墨烯溶液的浓度为0.5~1.2mg/ml。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种高效稳定的阳极析氧电催化剂,其特征在于:由硝酸钴、氟化氨、碳酰胺、氧化硅、氨丙基硅酸乙酯、乙醇制成;其具体步骤如下:
(1)将氨丙基硅酸乙酯、乙醇进行混合,制成溶液;
(2)将氧化硅置入步骤(1)中的溶液中进行恒温反应,反应后进行过滤、干燥;
(3)将过滤后的物质在氩气的保护下于400~800℃煅烧;
(4)煅烧过程中加入硝酸钴、氟化氨和碳酰胺,而后退火;
(5)退火后置入氧化石墨烯溶液中浸泡;
(6)浸泡后过滤,进行真空干燥,干燥后即得阳极析氧电催化剂。
2.根据权利要求1所述的高效稳定的阳极析氧电催化剂,其特征在于:所述步骤(1)中,氨丙基硅酸乙酯、乙醇与质量比为0.1∶99.9。
3.根据权利要求1所述的高效稳定的阳极析氧电催化剂,其特征在于:所述步骤(2)中,恒温温度为75~85℃。
4.根据权利要求1所述的高效稳定的阳极析氧电催化剂,其特征在于:所述步骤(4)中,硝酸钴、氟化氨和碳酰胺的质量比为1∶2∶1.5。
5.根据权利要求1所述的高效稳定的阳极析氧电催化剂,其特征在于:所述步骤(5)中,浸泡时间为1.5h~2h。
6.根据权利要求1所述的高效稳定的阳极析氧电催化剂,其特征在于:所述步骤(5)中,氧化石墨烯溶液的浓度为0.5~1.2mg/ml。