(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211220382.X (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 福建工程学院 地址 350000 福建省福州市大 学新区学府 南路33号 (72)发明人 王发楠　潘鑫晨　徐刚　李梦霞　 (74)专利代理 机构 厦门原创专利事务所(普通 合伙) 35101 专利代理师 李荣耀 (51)Int.Cl. C25B 11/091(2021.01) C25B 11/061(2021.01) C25B 11/054(2021.01) C25B 1/04(2021.01) B82Y 40/00(2011.01)B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 一种氢氧化镍电极材料的制备方法及其应 用 (57)摘要 本发明公开了一种氢氧化镍电极材料的制 备方法及其在生物质基平台化合物电催化氧化 中的应用； 本发明采用 简单快速的化学浸泡法， 可得到镍基底上原位生长自支撑的氢氧化镍电 极材料。 该制备方法所需原料来源广泛、 价格便 宜、 操作简单、 条件温和、 清洁环保、 易规模放大， 可有效降低制备成本， 避免环 境污染和稀有金属 的消耗。 同时， 制得的氢氧化镍电极材料， 可高效 地催化氧化生物质基平台化合物， 极大降低了电 解水制氢过程的整体过电位、 提高该过程的整体 电荷效率， 并表现出良好的稳定性， 具有良好的 工业应用前 景。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115537871 A 2022.12.30 CN 115537871 A 1.一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 通过分步化学浸泡法在镍基底上 原位生长氢氧化镍， 具体包括如下步骤： 1)将草酸溶于乙醇/水溶液中， 将导电基底材料倾斜置于所述溶液中， 静置反应， 反应 结束后清洗 干燥； 2)将干燥后的材 料倾斜置于碱溶液中， 静置反应， 反应结束后清洗 干燥。 2.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 所述导电基 底材料为纯镍基底。 3.根据权利要求2所述的一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 所述纯镍基 底选用镍 板、 泡沫镍、 镍 毡的任意 一种。 4.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 导电基底材 料使用前采用常规 酸化处理方式对其进行除氧除油预处 理。 5.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 步骤1)中草 酸溶液的浓度为0.1～10mo l/L， 乙醇/水 溶液中乙醇的体积分数为0～10 0％。 6.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 步骤2)中碱 溶液的pH为11～15； 所述碱溶液中的碱源选用氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化锂、 碳酸氢钠、 碳 酸氢钾、 碳 酸钠、 碳酸钾中的一种或几种。 7.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍电极材料的制备方法， 其特征在于， 步骤1)中静 置反应时间为10～ 200min； 步骤2)中静置反应时间为1～6 0min。 8.一种根据权利要求1 ‑7任意一项制备方法制得的氢氧化镍电极材料的应用， 其特征 在于， 所述氢 氧化镍电极材 料应用于生物质基平台化 合物电催化氧化。 9.根据权利要求8所述的氢氧化镍电极材料的应用， 其特征在于， 所述氢氧化镍电极材 料应用于 碱性介质中生物质基平台化 合物电催化氧化。 10.根据权利要求8所述的氢 氧化镍电极材 料的应用， 其特 征在于， 具体步骤 包括： 使用氢氧化镍电极材料组成两电极/三电极体系， 在电解液中加入生物质基平台化合 物； 所述生物质基平台化合物选用5 ‑羟甲基糠醛、 糠醛、 甘油、 葡萄糖中的一种或几种； 电 解液pH为1 1～15， 生物质基平台化 合物浓度为5～5 00mmol/L。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115537871 A 2一种氢氧化镍电极材料的制备方 法及其应用 技术领域 [0001]本发明属于新能源技术及节能环 保领域， 具体涉及一种氢氧化镍电极的制备方法 及其在碱性介质中 高效生物质基平台化 合物电催化氧化的应用。 背景技术 [0002]化石能源的巨大消耗和由此所带来的严重的环境和气候问题， 促使当今世界的能 源结构正从单一的化石能源向包括可再生能源、 核能在内的多 元化能源结构转变。 一方面， 利用低品阶可再生电能驱动电解水技术在生产清洁、 可持续的氢能源方面得到了广泛的研 究关注。 在电解水过程中， 阳极的析氧反应(OER)涉及复杂的四电子转移过程， 其反应动力 学迟缓， 严重影响了电解水制氢 的整体能耗。 通过寻找可替代的阳极反应对于提高电解水 制氢过程的整体电荷效率具有重要意义。 另一方面， 生物质储量巨大， 是地球上唯一的可再 生碳源， 在绿色、 可持续等方面具有突出优势， 其清洁高效地转化为能源化学品已经成为许 多国家的重要发展战略。 但是， 传统的热催化生物质转化的方法反应条件苛刻， 需要高温、 高压气体以及额外氧化剂的引入， 具有一定的局限性。 而电化学 的方式仅受电化学电位的 驱动， 具有可控、 清洁、 经济的优势。 同时， 在合适的电催化体系中， 生物质电氧化制可取代 阳极OER， 具有更快的反应动力学， 可降低电解水过程的整体能耗， 同时提高产物的经济附 加值， 显示出广阔的应用前 景。 [0003]目前， 针对生物质基平台化合物的电化学氧化过程的研究受到了人们 的广泛关 注。 钯等贵金属材料表现出高的活性， 然而， 此类催化剂对于目标产物的选择性相对较低， 且贵金属高昂的价格和低存储量严重制约了该类催化剂的广泛应用。 因此， 迫切需要寻找 廉价、 高效的电催 化剂来代替贵金属。 研究表明， 镍基化合物在反应中表现出较高的活性及 稳定性。 比如中国专利CN111472020B公开了一种水滑石基层状催 化剂电催 化氧化5‑羟甲基 糠醛(HMF)制备2,5呋喃二甲酸(FDCA)的方法， 该技术通过水热法在碳纸上负载的镍基水滑 石层状催化剂， 并表现出较好的催化性能(FDCA选择性达84.8％)。 此外， 专利CN114318404A 公开了一种钴 ‑镍基电催化材料的制备方法及其应用， 该方法通过水热 ‑煅烧先制备含镍电 极基底， 再通过电沉积得到钴 ‑镍电极。 专利CN114481203A报道了一种泡沫镍负载纳米花状 硫化镍‑硫化钼催化剂及制备方法和应用， 该方法同样通过高温水热法制备电极材料。 然 而， 受到过渡金属基材料本征 活性差的 限制， 上述电化学活性还有待提高； 通过在电极基底 上负载异质催化材料， 其与基底结合强度较弱， 往往导致电极稳定性不佳。 更重要的是， 这 些制备方法中普遍使用高温水热法制备电极催化剂， 该方法能耗高、 危险性大， 同时受到水 热釜放大效应 影响， 难以实现大规模批量 生产。 发明内容 [0004]针对现有技术上存在的不足， 本发明目的在于是提供一种常温常压、 原位制 备高 效氢氧化镍电催化氧化电极的方法。 该制备方法制得的廉价金属镍基氢氧化物的电催化氧 化电极在碱性介质中表现出很高的生物质基平台化合物电催化氧化活性及长期的化学和说　明　书 1/6 页 3 CN 115537871 A 3