南开大学张晓丹获国家专利权
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龙图腾网获悉南开大学申请的专利一种基于过渡金属的高活性碱性电解水析氧反应催化剂及其制备方法和应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118773654B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410927247.1,技术领域涉及:C25B11/091;该发明授权一种基于过渡金属的高活性碱性电解水析氧反应催化剂及其制备方法和应用是由张晓丹;何晗;张奇星;王忠科;赵颖设计研发完成,并于2024-07-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于过渡金属的高活性碱性电解水析氧反应催化剂及其制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于过渡金属的高活性碱性电解水析氧反应催化剂及其制备方法和应用,属于新能源技术以及电催化材料应用领域,所述电催化剂用化学式表示为NimFenLDHCeO2‑xNF。本发明制备方法是将含Ce元素的硝酸盐前驱体溶解于去离子水中,接着在提前处理好的泡沫镍上进行电沉积,通过高温退火处理后,放入含有Ni、Fe的相应过渡态金属硝酸盐溶液中,最后进行水热反应而制得。在碱性电解液中,NimFenLDHCeO2‑xNF的析氧性能明显优于单金属基NiLDHCeO2‑xNF、单层的NimFenLDHNF和不含多氧空位的NimFenLDHCeO2。其引入了低自旋Fe的掺杂、异质结界面的形成以及多氧空位的造就等是提高催化剂析氧活性的主要原因。同时该材料展现出持续的高稳定性,该催化剂的设计为大规模电解水制氢提供了技术可行性。
本发明授权一种基于过渡金属的高活性碱性电解水析氧反应催化剂及其制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种基于过渡金属的高活性碱性电解水析氧反应催化剂的制备方法,包括以下具体步骤: 1CeO2-xNF的制备 将提前处理好的泡沫镍作为工作电极,铂片作为对电极,饱和AgAgCl作为参比电极,以2mMCeNO33·6H2O和10mMNaCl溶液作为电解质,在70℃,电流密度为-0.25mAcm-2下,沉积时间为300~1200s的条件下进行恒流电沉积,在泡沫镍的表面生长CeO2纳米粒子,将CeO2NF在10%H2Ar条件进行500℃的高温退火处理,得到高氧空位的CeO2-xNF; 2NimFenLDHCeO2-xNF的制备 将Ni和Fe对应的硝酸盐摩尔总量恒定,分别以1:0或9:1或7:1或5:1或4:1或3:1或1:1或7:3或3:7或1:9的摩尔用量比溶解于去离子水中,将预先配置好的溶有尿素和氟化铵的溶液加入到上述溶液中,搅拌使其混合均匀; 待溶液充分混合后得到前驱体混合溶液,将其转移至聚四氟乙烯水热反应釜中,加入步骤1制备的CeO2-xNF,使其在120℃下持续加热6~12h,待其冷却至室温,将得到的产物超声处理后,用去离子水进行清洗,随后进行真空干燥以获得泡沫镍基底上负载前驱体的电极; 3将负载有前驱体的泡沫镍电极用铂片电极夹固定,在电解质为1MKOH的三电极系统进行电化学活化,最终得到二维纳米片状电催化剂; 步骤1中的电解液为六水硝酸铈、氯化钠的混合液;步骤2中的Ni和Fe对应的硝酸盐分别为六水硝酸镍和九水硝酸铁; 所述泡沫镍前处理方法为:依次将泡沫镍浸泡在盐酸、水、无水乙醇中分别超声15分钟; 所述的三电极系统电化学活化方法为:将负载有前驱体的泡沫镍电极作为工作电极,AgAgCl作为参比电极,铂片作为工作电极;设置的电压为0-0.8V,进行CV活化,扫速为50mVs;圈数设置为50圈。
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