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申请/专利权人：天津科技大学

摘要：本发明属于电催化剂制备领域，主要涉及一种电解海水制氢催化剂，具体涉及一种电解海水制氢的枫叶状催化剂。在海水电解过程中，确保催化剂不被海水腐蚀，并保证催化剂持续活性，大电流产氢，是降低电解海水制氢成本的关键。本发明利用形貌工程和缺陷工程相结合设计了具有枫叶状结构的高效电解海水催化剂。并且，铜属于惰性金属，从地球上丰富的铜资源中诱导形成枫叶状阵列结构作为催化剂的亚稳层来提高其在碱性电解液中的稳定性。设计特殊的枫叶状氧化铜阵列结构有利于在催化时电解质和气体的分离，本发明使用汽车废弃的过滤铜网制备前驱体，从源头上控制了生产成本，对于发展电解海水制氢产业来说具有重要意义。

主权项：1.一种电解海水制氢的枫叶状催化剂，其特征在于：具体制备方法如下：S1、将不同目数的汽车废气铜网剪成1×2cm2的小块，取8片放入20ml丙酮中超声处理30-60min，然后将其置于20ml浓度为1-3M的HCl溶液中超声清洗10-20min，用去离子水冲洗干净后放入20ml75%的乙醇中继续超声清洗15-20min；再用20ml去离子水超声清洗10-15min，室温晾干后将即可获得预处理过的铜网；S2、以步骤S1预处理过的铜网作为阳极，以铜板为阴极，采用阳极氧化法在30ml浓度为1-4M的NaOH或KOH溶液中诱导生长成氧化铜枝晶，在通电前加入0.3-0.5g的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物作为表面活性剂，阴阳极之间通入30-60mA·cm-2的电流，并将NaOH或KOH溶液的温度保持在75℃，阳极氧化时间为20-35min，反应结束后，用去离子水清洗掉电极表面的多余的OH-并室温晾干后即可获得长有枫叶状的氧化铜阵列电极CuOarray；S3、取2-4g的尿素和0.5-0.8g的柠檬酸钠加入到50ml的乙腈或乙二胺溶液中，搅拌均匀后加入步骤S2制备的CuOarray，在微波反应器中加热5-8min，设置微波功率为600W，压力为4MPa，反应温度为240℃，待反应完成并冷却后取出样品，用去离子水冲洗干净并室温晾干后即可获得带有保护层的枫叶状氧化铜阵列CuOarray@C；S4、将0.5-1.2g的氨基磺酸镍、0.3-0.5g的钨酸钠、0.3-0.5g的钽酸钠、90-105μL98%的H2SO4混合加入到35ml的去离子水中，以步骤S3制备的CuOarray@C作为工作电极，以铂片为辅助电极，以AgCl为参比电极，将三电极体系的电压调整到-1.65V，沉积时间为700s，待反应完成后取出样品，用去离子水冲洗干净并室温晾干后即可获得电解海水制氢的枫叶状催化剂Ta,W,Ni-CuOarray@C。

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