钠溶液中浸泡4小时，然后用去离子水清洗干净。利用激光 进行毛化和氧化处理，形成多孔过渡氧化镍层。将30克/升的醋酸钌、300克/升的醋酸 镍、70克/升的醋酸钼乙醇溶液按乙醇溶液重量比1: 1:1混合均匀，配成活性涂层前驱液。 将该前驱液经浸渍提拉工艺涂覆于基底镍网上，置于300度的烘箱中40分钟，然后利用激 光熔覆(工艺条件同实施例一)进行辅助固结。重复浸渍提拉和热分解5次，得催化电极2。
[0026] 实施例三 将基底镍网在20%氢氧化钠溶液中浸泡4小时，然后用去离子水清洗干净。利用激光 进行毛化和氧化处理，形成多孔过渡氧化镍层。将70克/升的醋酸钌、50克/升的醋酸钼、 75克/升的醋酸锶和90克/升的醋酸铈乙醇溶液按乙醇溶液重量比1:1:0. 2:0. 2混合均 匀，配成活性涂层前驱液。将该前驱液经浸渍提拉工艺涂覆于处理过的基底镍网上，置于 350度的烘箱中45分钟，然后利用激光熔覆(工艺条件同实施例一)进行辅助固结。重复浸 渍提拉和热分解6次，得催化电极3。
[0027] 实施例四 将基底镍网在20%氢氧化钠溶液中浸泡4小时，然后用去离子水清洗干净。利用激光进 行毛化和氧化处理，形成多孔过渡氧化镍层。将40克/升的醋酸钌、120克/升的醋酸镍、 60克/升的醋酸锶的乙醇溶液按乙醇溶液重量比1:1:0. 2混合均匀，配成活性涂层前驱液。 将该前驱液经浸渍提拉工艺涂覆于处理过的基底镍网上，置于400度的烘箱中30分钟，然 后利用激光熔覆(工艺条件同实施例一）进行辅助固结。重复浸渍提拉和热分解3次，得催 化电极4。
[0028] 实施例五 将基底镍网在20%氢氧化钠溶液中浸泡4小时，然后用去离子水清洗干净。利用 激光进行毛化和氧化处理，形成多孔过渡氧化镍层。将70克/升的醋酸钌、50克/升的醋 酸钼、75克/升的醋酸锶和90克/升的醋酸铈乙醇溶液按乙醇溶液重量比1:1:0. 2:0. 2混 合均匀，配成活性涂层前驱液。将该前驱液经浸渍提拉工艺涂覆于处理过的基底镍网上，置 于350度的烘箱中45分钟，然后利用激光熔覆(工艺条件同实施例一)进行辅助固结。重复 浸渍提拉和热分解6次，得催化电极5。
[0029] 本发明制备的催化电极，经用电子数码显微镜以及扫描电镜等实验手段对实施例 二的活性涂层进行表征，如附图1和2所示。由图可以看出该催化电极活性涂层涂覆均匀， 涂层厚度可精确控制。
[0030] 对上述实施例的催化电极进行电解失重测试，结果如下表1所示。
[0031] 表1 :实施例一 ~五制备的催化电极电解失重测试数据
从表1中可以看出活性涂层与基底具有优异的结合力，在高电流密度下电解基本无脱 落，符合水电解工业用电极的标准。
[0032] 对上述实施例的析氢催化性能进行了实验测试，采用恒电流电解法测催化电极的 电极电位，其结果如表2。
[0033] 表2 :实施例一 ~五制备的催化电极析氢电位测试数据
从表2中可以看出，实施例一 ~五制备的催化电极的析氢电位均低于纯镍网的析氢电 位。
[0034] 对实施例一、实施例二以及实施例三采用线性扫描法测试析氢过电位。结果如图 3所示。由图3可以看出与纯镍网相比，催化电极在高电流密度下具有较低的过电位，说明 催化电极在高电流密度下具有较高的催化活性以及较好的耐极化性。
[0035] 抗逆电流的性能是衡量一个阴极的重要指标，对本方法制备的催化电极在电解槽 上进行抗逆电流试验，电解槽产氢量为〇. 5m3/h，共有18个单元小室。在工业电解的条件 下(温度85°C，质量分数30%的KOH溶液，电流密度2000A/m 2)非连续电解30天，每天电解 12h，记录平均槽压的变化，结果如表3所示。
[0036] 表3 :实施例一 ~五制备的催化电极非连续电解小室槽压变化（电流密度2000A/ m2)
由上表3可以看出，电解30天后电解槽小室平均槽压基本没有很大变化，比较平稳，说 明本方法制备的电极具有较好的抗逆电流的性能。
[0037] 本发明先将基底镍网用碱液浸泡数小时，然后清洗干净。利用激光进行毛化和氧 化处理，形成多孔过渡氧化镍层。将醋酸镍、醋酸钌、醋酸钼、醋酸铈和醋酸锶中的一种或多 种按设定计量比配置成乙醇溶液，作为活性涂层前驱液。然后将配置好的活性涂层前驱液 涂覆于镍网表面，然后经热分解、激光辅助固结活性涂层，从而获得催化电极。根据实际需 要(涂层的厚度和牢固度）选择涂覆及热分解的次数，可以是一次，也可以是多次。
[0038] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1. 一种高催化活性的非晶金属氧化物析氢电极，其特征在于，该电极包含非晶金属氧 化物活性涂层，该非晶金属氧化物选择非晶氧化镍、非晶氧化钌、非晶氧化钼、非晶氧化铈、 非晶氧化锶中的任意一种或多种。2. 如权利要求1所述的高催化活性的非晶金属氧化物析氢电极，其特征在于，所述的 非晶金属氧化物活性涂层是活性涂层前驱液经热分解、激光辅助法制备得到，所述的活性 涂层前驱液为醋酸镍、醋酸钌、醋酸钼、醋酸铈和醋酸锶中的任意一种或多种混合而成。3. 如权利要求1所述的高催化活性的非晶金属氧化物析氢电极，其特征在于，所述非 晶金属氧化物活性涂层的厚度在〇. 1-20ym。4. 一种如权利要求1所述的高催化活性的非晶金属氧化物析氢电极的制备方法，其特 征在于，该方法包含以下步骤： 步骤1，预处理镍网：进行毛化和氧化处理，形成多孔过渡氧化镍层； 步骤2,配置活性涂层前驱液，并涂覆于上述预处理后的镍网上，形成涂层；所述的活 性涂层前驱液为醋酸镍、醋酸钌、醋酸钼、醋酸铈和醋酸锶中的任意一种或多种混合而成； 所述的活性涂层前驱液的浓度为30-300克/升； 步骤3,经热分解、激光熔覆辅助固结形成非晶金属氧化物活性涂层，从而获得高催化 活性的非晶金属氧化物析氢电极。5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，预处理镍网还包括预 先将基底镍网用碱液浸泡数小时，然后对镍网进行彻底清洗；所述毛化和氧化处理是通过 激光对镍网进行。6. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的活性涂层前驱液中，以醋酸钌 计，醋酸镍的用量为〇~1〇 ;醋酸铺的用量为〇~〇. 3 ;醋酸钼的用量为0~3 ;醋酸锁的用量为 0 ~0? 5〇7. 如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的活性涂层前驱液中各活性成分 选择醋酸钌、醋酸镍以及醋酸锶的混合物，其中，醋酸钌、醋酸镍以及醋酸锶质量比介于1: (2 ~3) : (0? 2 ~0? 5)之间。8. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，活性涂层前驱液经浸渍提拉 工艺涂覆于镍网表面。9. 如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，在激光熔覆辅助固结后还若 干次地交替进行浸渍提拉涂覆、热分解步骤。10. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述的热分解温度小于 400。。。
【专利摘要】本发明公开了一种高催化活性的非晶金属氧化物析氢电极及其制备方法。该电极包含非晶金属氧化物活性涂层，该非晶金属氧化物选择非晶氧化镍、非晶氧化钌、非晶氧化钼、非晶氧化铈、非晶氧化锶中的任意一种或多种。其制备方法包含：步骤1，预处理镍网，形成多孔过渡氧化镍层；步骤2，配置活性涂层前驱液，并涂覆于镍网上；步骤3，经热分解、激光熔覆辅助固结，获得该析氢电极。该制备工艺简单，热分解温度低，制备的析氢电极催化活性高，高电流密度下不易极化，催化剂与基底结合牢固，不易脱落，且抗逆电流性能优异。与传统镍网相比，在4000A/m2的高电流密度下，其可降低析氢过电位250mv。在频繁开关机的条件下，电解槽槽压平稳，波动幅度小。
【IPC分类】C25B1/04, C25B11/06
【公开号】CN104894595
【申请号】CN201510257124
【发明人】张延峰, 沈陈炎
【申请人】派新（上海）能源技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日