提高NiFe-LDH催化剂收率的方法和含NiFe-LDH催化剂的制品及其应用与流程

本发明涉及水电解，具体涉及一种提高nife-ldh催化剂收率的方法和含nife-ldh催化剂的制品及其应用。

背景技术：

1、氢气由于能量密度高、燃烧产物清洁被认为是理想的清洁能源载体，作为主要的绿氢技术，利用可再生能源电解水制氢在世界范围引起了广泛的关注。但此技术需要高活性氢气析出反应(her)和氧气析出(oer)催化剂，以克服电解水反应动力学缓慢的问题。传统的贵金属催化剂(如pt/c、iro2和ruo2)具有良好的催化活性，但高昂成本限制了其发展。因此迫切需要开发低成本、高性能和稳定的her和oer催化剂。与常用的贵金属催化剂相比，由于过渡金属(fe、co、ni)及其氢氧化物具有相对较高的催化活性，同时兼具低成本优势，近年来成为了研究的热点，尤其是水滑石结构双氢氧化物nife-ldh。但是现有技术中nife-ldh催化剂由于导电性差使其活性较低，且在实际电极运行过程中存在缓慢脱出的过程。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的存在nife-ldh催化剂收率低、活性以及稳定性低的问题，提供了一种提高nife-ldh催化剂收率、活性以及稳定性的方法和含nife-ldh催化剂的制品及其应用。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种提高nife-ldh催化剂收率的方法，该方法包括：在羰基镍和/或单质镍及可选的分散剂存在下，将含有镍盐、铁盐、nh4f和尿素的溶液进行晶化、固液分离和干燥。

3、本发明第二方面提供了一种上述所述的方法制备的含nife-ldh催化剂的制品。

4、本发明第三方面提供了一种所述的含nife-ldh催化剂的制品作为析氧电催化剂的应用。

5、本发明第四方面提供了一种水电解制氧气的方法，该方法包括在电解液存在下，将上述所述含nife-ldh催化剂的制品作为工作电极的催化剂进行电解水。

6、本发明在制备nife-ldh催化剂时添加羰基镍和/或单质镍可以提高nife-ldh粉末催化剂的收率，其中，nife-ldh催化剂为具有水滑石结构双氢氧化物。发明人推测本发明的方法制备的含nife-ldh催化剂的制品中不仅含有具有水滑石结构双氢氧化物的nife-ldh催化剂，还含有单质镍，单质镍的存在可以提高催化剂的电子传到性能从而提高催化剂活性。

7、现有技术中nife-ldh催化剂在用于电解水析氧催化反应时，随着电解反应的进行nife-ldh催化剂可能溶解或脱落导致催化剂有效成分损失，而本发明制备的含nife-ldh催化剂的制品中还含有单质镍，单质镍可在电解环境下不断生成新的nife-ldh催化剂，因此本发明的含nife-ldh催化剂的制品可以提高催化剂的稳定性。

技术特征：

1.一种提高nife-ldh催化剂收率的方法，其特征在于，该方法包括：在羰基镍和/或单质镍及可选的分散剂存在下，将含有镍盐、铁盐、nh4f和尿素的溶液进行晶化、固液分离和干燥。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于1mmol的镍盐，羰基镍和/或单质镍的用量为0.03-0.12g。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于1mmol的镍盐，分散剂的用量为0-0.4g，优选为0.1-0.3g。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于1mmol的镍盐，铁盐的用量为0.3-1mmol，nh4f的用量为8-20mmol，尿素的用量为1.5-4mmol；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，晶化的条件包括：温度为100-150℃，时间为6-18h。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，干燥的条件包括：温度为60-80℃，时间为2-4h。

8.由权利要求1-7中任意一项所述的方法制备的含nife-ldh催化剂的制品。

9.权利要求8所述的含nife-ldh催化剂的制品作为析氧电催化剂的应用。

10.一种水电解制氧气的方法，其特征在于，该方法包括在电解液存在下，将权利要求8所述含nife-ldh催化剂的制品作为工作电极的催化剂进行电解水。

技术总结本发明涉及水电解技术领域，公开了一种提高NiFe‑LDH催化剂收率的方法和含NiFe‑LDH催化剂的制品及其应用，该方法包括：在羰基镍和/或单质镍及可选的分散剂存在下，将含有镍盐、铁盐、NH<subgt;4</subgt;F和尿素的溶液进行晶化、固液分离和干燥。本发明在制备NiFe‑LDH催化剂时添加羰基镍和/或单质镍可以提高NiFe‑LDH粉末催化剂的收率。本发明的含NiFe‑LDH催化剂的制品可以提高催化剂的稳定性。技术研发人员：冯英杰,李钒,刘东兵,付晓玥,周越,冯静受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17