阅读说明：本技术 一种析氧电极材料的制备方法 (Preparation method of oxygen evolution electrode material ) 是由 孙蓉 康佳慧 盛家利 谢金麒 符显珠 于 2018-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供一种析氧电极材料的制备方法,涉及电池材料制备技术领域。其中,该方法包括：在泡沫铜上生长氢氧化铜/氧化铜纳米管活性材料,得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料,将氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料置于浓度为0.01～5mol/L的氯钯酸盐溶液中浸泡1～60min,干燥,得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料上负载有贵金属钯的析氧电极材料。该析氧电极材料可以促进活性物质与电解液的接触,增强了析氧催化剂的性能和稳定性。(The embodiment of the invention provides a preparation method of an oxygen evolution electrode material, and relates to the technical field of battery material preparation. Wherein, the method comprises the following steps: growing a copper hydroxide/copper oxide nanotube active material on the copper foam to obtain the copper hydroxide/cuprous oxide nanotube active material, soaking the copper hydroxide/cuprous oxide nanotube active material in a chloropalladate solution with the concentration of 0.01-5 mol/L for 1-60 min, and drying to obtain the oxygen evolution electrode material loaded with noble metal palladium on the copper hydroxide/cuprous oxide nanotube active material. The oxygen evolution electrode material can promote the contact of active substances and electrolyte, and enhance the performance and stability of the oxygen evolution catalyst.)

一种析氧电极材料的制备方法

技术领域

本发明属于电池材料制备技术领域，尤其涉及一种析氧电极材料的制备方法。

背景技术

目前，环境和能源问题日益严重，发展可再生能源已迫在眉睫。氢能一种环境友好型、高能量密度和稳定性好的储能材料，其获得途径简单易得，可以通过电水解获得。一般情况下，将电能转化为氢能储存起来，可以同时解决光伏系统在雨天或晚上等无法获得能源储存的问题。

在氢能的应用中，析氢半反应受到析氧半反应的很大影响，其中，由于析氧反应较析氢反应缓慢，会影响析氢的效率。通常，析氧催化剂有助于提高析氢反应的速率。传统的析氧催化剂通常为实心结构，活性位点少、密度大、活性面积大，由于对析氧反应的催化作用小。此外，商业用的高效的析氧催化剂通常为RuO₂或IrO₂为基的活性材料，价格昂贵。再次，在传统析氧催化电极的制备中，通常与聚合物混合在一起制得，增加了电极的内阻。

由于析氧催化剂和电极材料的以上缺陷，导致氢能的应用受到限制。

发明内容

本发明提供一种析氧电极材料的制备方法，旨在解决析氧催化剂的催化作用小、价格昂贵以及电极材料内阻大的缺陷，导致氢能的应用受到限制的问题。

本发明提供的一种析氧电极材料的制备方法，包括：

在泡沫铜上生长氢氧化铜/氧化铜纳米管活性材料，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料；

将氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料置于浓度为0.01～5mol/L的氯钯酸盐溶液中浸泡1～60min，干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

本发明提供的一种析氧电极材料的制备方法，通过在高导电性的泡沫铜上原位生长氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料，并在贵金属钯溶液中浸泡，使得氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料上负载贵金属钯，充分利用了管状结构比表面积高的优势，提高了活性材料的导电性，一方面可以减少贵金属钯的用量，降低成本，另一方面，该电极为集成电极，可以避免使用聚合物造成的内阻高的问题。此外，该析氧电极材料可以促进活性物质与电解液的接触，大大增强了析氧催化剂的性能和稳定性。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种析氧电极材料的制备方法，该方法包括：

步骤一、在泡沫铜上生长氢氧化铜/氧化铜纳米管活性材料，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料；

步骤二、将氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料置于浓度为0.01～5mol/L的氯钯酸盐溶液中浸泡1～60min，干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

本发明提供的一种析氧电极材料的制备方法，通过在高导电性的泡沫铜上原位生长氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料，并在贵金属钯溶液中浸泡，使得氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料上负载贵金属钯，充分利用了管状结构比表面积高的优势，提高了活性材料的导电性，一方面可以减少贵金属钯的用量，降低成本，另一方面，该电极为集成电极，可以避免使用聚合物造成的内阻高的问题。此外，该析氧电极材料可以促进活性物质与电解液的接触，大大增强了析氧催化剂的性能和稳定性。

进一步地，步骤一在泡沫铜上生长氢氧化铜/氧化铜纳米管活性材料包括：

将泡沫铜依次在酸溶液和水中浸泡2～15min；

通过将泡沫铜在酸和水中浸泡清洗，可以除去泡沫铜的杂质，进一步提高析氧电极的析氧稳定性。

再将泡沫铜在碱性溶液和(NH₄)₂S₂O₈溶液的混合液中浸泡10～50min，当泡沫铜由橙色变为蓝色时，取出干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

其中，碱性溶液的浓度为0.1～6mol/L，(NH₄)₂S₂O₈溶液的浓度为0.05～0.8mol/L。

具体地，碱性溶液为NaOH溶液、KOH溶液或Na₂CO₃溶液溶液中的至少一种。酸性溶液为稀盐酸或稀硫酸。优选地，碱性溶液的浓度为1～4mol/L。(NH₄)₂S₂O₈溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。泡沫铜在碱性溶液和(NH₄)₂S₂O₈溶液的混合液中浸泡20～40min。

具体地，氯钯酸盐溶液为氯钯酸钠溶液、氯钯酸钾溶液或氯钯酸镁溶液的任意一种。优选地，氯钯酸盐溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。

可选地，在泡沫铜上生长氢氧化铜/氧化铜纳米管活性材料还包括：

将泡沫铜在硫酸中浸泡5～15min后浸入到碱性溶液中，当泡沫铜表面变成蓝色时，取出干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

实施例1

1、将厚度为0.2mm，长宽为1×3cm的泡沫铜依次浸泡于稀盐酸和去离子水中各5min，再依次浸泡于20mL浓度为4mol/L的NaOH和20mL浓度为0.54mol/L的(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中15min。

2、当泡沫铜的颜色由橙色变为蓝色时，取出，并用水和乙醇清洗3次，置于真空干燥箱中干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

3、对氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料进行清洗、干燥，再置于浓度为0.08mol/L的氯钯酸钠溶液中，常温放置20min，取出用水和乙醇清洗3次，置于真空干燥箱中干燥，得到在氢氧化铜/氧化亚铜纳米管上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

对实施例1制备的电极材料进行催化性能测试，即电化学测试，其过电位较低，塔菲尔斜率较小，以及稳定性较好，表明其具有高的反应活性和析氧性能。

实施例2

1、将厚度为0.3mm，长宽为1×5cm的泡沫铜依次浸泡于稀盐酸和去离子水中各15min，再依次浸泡于20mL浓度为6mol/L的NaOH和20mL浓度为0.8mol/L的(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中50min。

2、当泡沫铜的颜色由橙色变为蓝色时，取出，并用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

3、对氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料进行清洗、干燥，再置于浓度为0.05mol/L的氯钯酸钠溶液中，常温放置30min，取出用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到在氢氧化铜/氧化亚铜纳米管上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

实施例3

1、将厚度为0.4mm，长宽为1×5cm的泡沫铜依次浸泡于稀盐酸和去离子水中各10min，再浸泡于20mL浓度为5mol/L的NaOH和20mL浓度为0.7mol/L的(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中50min。

2、当泡沫铜的颜色由橙色变为蓝色时，取出，并用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

3、对氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料进行清洗、干燥，再置于浓度为1mol/L的氯钯酸钠溶液中，常温放置10min，取出用水和乙醇清洗10次，置于真空干燥箱中干燥，得到在氢氧化铜/氧化亚铜纳米管上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

实施例4

1、将厚度为0.4mm，长宽为2×5cm的泡沫铜依次浸泡于稀盐酸和去离子水中各2min，再依次浸泡于20mL浓度为4mol/L的NaOH和20mL浓度为0.6mol/L的(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中40min。

2、当泡沫铜的颜色由橙色变为蓝色时，取出，并用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

3、对氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料进行清洗、干燥，再置于浓度为0.5mol/L的氯钯酸钠溶液中，常温放置20min，取出用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到在氢氧化铜/氧化亚铜纳米管上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

实施例5

1、将厚度为0.3mm，长宽为2×3cm的泡沫铜依次浸泡于稀盐酸和去离子水中各15min，再依次浸泡于20mL浓度为4mol/L的NaOH和20mL浓度为0.6mol/L的(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中40min。

2、当泡沫铜的颜色由橙色变为蓝色时，取出，并用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料。

3、对氢氧化铜/氧化亚铜纳米管活性材料进行清洗、干燥，再置于浓度为0.1mol/L的氯钯酸钠溶液中，常温放置30min，取出用水和乙醇清洗5次，置于真空干燥箱中干燥，得到在氢氧化铜/氧化亚铜纳米管上负载有贵金属钯的析氧电极材料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。