鈷基產(chǎn)氧催化劑及其制備方法以及一種堿性制氫電解槽與流程

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鈷基產(chǎn)氧催化劑及其制備方法以及一種堿性制氫電解槽。

背景技術(shù)：

氫氧燃料電池由于具有高能量密度和幾乎零碳排放的優(yōu)點，成為目前能源領(lǐng)域的研究熱點。開發(fā)實用的氫氧燃料電池對當(dāng)今世界的能源與環(huán)境問題有著重大意義。降低氫氣制備的經(jīng)濟與環(huán)境成本是發(fā)展推廣氫氧燃料電池的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。制備氫氣的一種較為環(huán)保的方法就是電解水制氫，電解水制氫反應(yīng)分為陽極的氧氣析出反應(yīng)和陰極的氫氣析出反應(yīng)。氧氣析出反應(yīng)中緩慢的四電子過程是制約電解水應(yīng)用的核心因素之一，尋找合適的催化劑是解決問題的重要途徑。目前，用于氧氣析出反應(yīng)的催化劑仍是地球儲量非常稀少的貴金屬釕和銥的氧化物。因此，開發(fā)高效、穩(wěn)定和廉價的非貴金屬材料作為氧氣析出反應(yīng)的催化劑是現(xiàn)代化學(xué)材料領(lǐng)域一個重要的研究方向。

強酸和強堿性電解液可以滿足水分解所需的快速離子傳輸?shù)囊?。相對于酸性電解液，堿性電解液產(chǎn)氫，由于其具有更低的蒸汽壓因而能得到更高純度的氫氣，已經(jīng)廣泛被工業(yè)界所接受。而且大多數(shù)用于產(chǎn)氧的催化劑，例如金屬氧化物，在堿性電解液中有著更高的活性，但在酸性電解液有著較差的活性和穩(wěn)定性。因此堿性條件下催化劑的研究受到更為廣泛的關(guān)注。

過去的幾十年間，研究人員探索了眾多鈷基化合物作為氧氣析出反應(yīng)的催化劑，包括CoSe₂納米帶，CoOOH納米棒，Co₃S₄納米片，Co₃(PO₄)₃·8H₂O納米球，CoMoO₄納米線。然而每項工作中，材料的形貌有著明顯差異并且催化性能較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供鈷基產(chǎn)氧催化劑及其制備方法以及一種堿性制氫電解槽，按照本發(fā)明制備方法能夠制備出形貌一致的鈷基產(chǎn)氧催化劑，并且所述鈷基產(chǎn)氧催化劑的催化性能優(yōu)異。

本發(fā)明提供了鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備方法，包括以下步驟：

A)制備CoMoO₄納米棒前驅(qū)體；

B)將所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體分散到陰離子前驅(qū)體的溶液中，通過水熱反應(yīng)進行陰離子交換，得到鈷基催化劑；所述陰離子前驅(qū)體選自金屬氫氧化物、金屬硫化物、金屬硒化物或磷酸鹽化合物。

優(yōu)選的，所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體按照如下方法進行制備：

將鈷鹽、鉬酸鹽與去離子水進行混合，得到混合溶液；

將所述混合溶液在120～180℃的條件下進行反應(yīng)后依次進行分離、洗滌和干燥，得到CoMoO₄納米棒前驅(qū)體。

優(yōu)選的，所述鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷和乙酸鈷中的一種或多種，鉬酸鹽為鉬酸鈉和鉬酸銨中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述金屬氫氧化物選自氫氧化鋰、氫氧化鈉及氫氧化鉀中的一種或多種；

所述金屬硫化物選自硫化鈉和硫化鉀中的一種或多種；

所述金屬硒化物選自亞硒酸鈉和亞硒酸鉀的一種或多種；

所述磷酸鹽化合物選自磷酸鉀、磷酸鈉和磷酸銨中的一種或多種。

優(yōu)選的，步驟B)中，所述陰離子前驅(qū)體的溶液的溶劑為水、乙醇以及乙二醇中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體與陰離子前驅(qū)體的物質(zhì)的量的比例為(0.1～2)：(0.2～40)。

優(yōu)選的，所述水熱反應(yīng)溫度為80～160℃，反應(yīng)時間為8～24h。

本發(fā)明還提供了一種上述制備方法制備得到的鈷基產(chǎn)氧催化劑，所述鈷基產(chǎn)氧催化劑選自Co(OH)₂、Co₃S₄、CoSe₂或Co₃(PO₄)₂。

本發(fā)明還提供了一種堿性制氫電解槽，包括陽極、陰極、隔膜和電解液，所述陽極包括上述制備方法制備得到的鈷基產(chǎn)氧催化劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備方法，包括以下步驟：A)制備CoMoO₄納米棒前驅(qū)體；B)將所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體分散到陰離子前驅(qū)體的溶液中，通過水熱反應(yīng)進行陰離子交換，得到鈷基催化劑；所述陰離子前驅(qū)體選自金屬氫氧化物、金屬硫化物、金屬硒化物或磷酸鹽化合物。本發(fā)明將CoMoO₄納米棒前驅(qū)體與陰離子前驅(qū)體進行水熱反應(yīng)，即可得到形貌一致的鈷基產(chǎn)氧催化劑，方法步驟簡單，操作簡易，具有方便、快速等特點。本發(fā)明提供的催化劑的催化性能優(yōu)異，在電化學(xué)全解水制氫等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鈷基產(chǎn)氧催化劑形貌一致，具有一維棒狀形貌，并且直徑較為均一,為200～400nm。其中鈷基產(chǎn)氧催化劑Co(OH)₂、Co₃S₄、CoSe₂以及Co₃(PO₄)₂分別需要388mV、393mV、349mV、332mV及346mV的過電勢就能達到10mA/cm²的電流密度，明顯優(yōu)于商業(yè)最好的RuO₂催化劑(395mV)。

附圖說明

圖1為實施例1得到的CoMoO₄納米棒前驅(qū)體的透射電鏡照片；

圖2為實施例1得到的Co(OH)₂材料的掃描電鏡照片；

圖3為實施例1得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片；

圖4為實施例2得到的Co(OH)₂材料的掃描電鏡照片；

圖5為實施例3得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片；

圖6為實施例4得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片；

圖7為實施例5得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片；

圖8為實施例6得到的Co₃S₄材料的掃描電鏡照片；

圖9為實施例6得到的Co₃S₄材料的透射電鏡照片；

圖10為實施例7得到的CoSe₂材料的掃描電鏡照片；

圖11為實施例7得到的CoSe₂材料的透射電鏡照片；

圖12為實施例8得到的Co₃(PO₄)₂材料的掃描電鏡照片；

圖13為實施例7得到的Co₃(PO₄)₂材料的透射電鏡照片；

圖14為本發(fā)明實施例1,6,7,8制備的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料的XRD譜圖；

圖15為實施例1,6,7,8制備的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料在產(chǎn)氧反應(yīng)中的線性掃描伏安法測試的曲線結(jié)果。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備方法，包括以下步驟：

A)制備CoMoO₄納米棒前驅(qū)體；

B)將所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體分散到陰離子前驅(qū)體的溶液中，通過水熱反應(yīng)進行陰離子交換，得到鈷基催化劑；所述陰離子前驅(qū)體選自金屬氫氧化物、金屬硫化物、金屬硒化物或磷酸鹽化合物。

本發(fā)明首先制備CoMoO₄納米棒前驅(qū)體，所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體按照如下方法進行制備：

將鈷鹽、鉬酸鹽與去離子水進行混合，得到混合溶液；

將所述混合溶液在120～180℃的條件下進行反應(yīng)后依次進行分離、洗滌和干燥，得到CoMoO₄納米棒前驅(qū)體。

具體的，將鈷鹽和鉬酸鹽加入到去離子水中，得到混合溶液。其中，鈷鹽和鉬酸鹽的摩爾比優(yōu)選為(1～4)：(1～4)，更優(yōu)選為1:1。在本發(fā)明的一些具體實施例中，所述鈷鹽、鉬酸鹽和水的用量比優(yōu)選為(1～4)mmol：(1～4)mmol：35mL。其中，所述方法中的鈷鹽優(yōu)選為硝酸鈷、氯化鈷和乙酸鈷中的一種或多種，更優(yōu)選為硝酸鈷和氯化鈷中的一種或多種。其中，鉬酸鹽優(yōu)選為鉬酸鈉和鉬酸銨中的一種或兩種，更優(yōu)選為鉬酸鈉。

本發(fā)明對鈷鹽和鉬酸鹽及水的加料順序沒有特殊限制。本發(fā)明對所述混合的方式并沒有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的混合方法即可，如在磁力攪拌器上攪拌使混合均勻，得到澄清的混合溶液。

得到混合溶液后，將所述混合溶液在120～180℃的條件下進行反應(yīng)后依次進行分離、洗滌和干燥，得到CoMoO₄納米棒前驅(qū)體。

在本發(fā)明中，所述120～180℃的加熱方法并沒有特殊限制，優(yōu)選為在烘箱中進行加熱至120～180℃進行反應(yīng)，所述反應(yīng)的溫度優(yōu)選為130～160℃，更優(yōu)選為150℃；所述反應(yīng)的時間為4～12h，更優(yōu)選為6h～10h。

加熱反應(yīng)后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，所述反應(yīng)產(chǎn)物為紫色沉淀。將所述紫色沉淀依次進行分離、洗滌和干燥，得到CoMoO₄納米棒前驅(qū)體。本發(fā)明對所述分離、洗滌和干燥的方法并沒有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的分離、洗滌和干燥的方法即可。在本發(fā)明中，所述分離優(yōu)選為離心分離；所述干燥的溫度優(yōu)選為50℃～100℃，更優(yōu)選為60℃～90℃。所述干燥的時間優(yōu)選為4h～24h，更優(yōu)選為6h～20h，最優(yōu)選為12h～15h。

接著，將所述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體分散到陰離子前驅(qū)體的溶液中，通過水熱反應(yīng)進行陰離子交換，得到鈷基催化劑；所述陰離子前驅(qū)體選自金屬氫氧化物、金屬硫化物、金屬硒化物或磷酸鹽化合物。

本發(fā)明實施例優(yōu)選將CoMoO₄納米棒分散到陰離子的前驅(qū)體溶液中，得到混合溶液。其中，CoMoO₄納米棒前驅(qū)體與陰離子前驅(qū)體的物質(zhì)的量的比例優(yōu)選為(0.1～2)：(0.2～40)，更優(yōu)選為(0.1～0.5)：(0.2～10)。

其中，金屬氫氧化物優(yōu)選為氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或多種，更優(yōu)選為氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或者兩種；所述金屬硫化物優(yōu)選為硫化鈉和硫化鉀中的一種或多種，更優(yōu)選為硫化鈉；所述金屬硒化物優(yōu)選為亞硒酸鈉和亞硒酸鉀中的一種或多種，更優(yōu)選為亞硒酸鈉。所述磷酸鹽化合物優(yōu)選為磷酸鉀、磷酸鈉及磷酸銨中的一種或多種，更優(yōu)選為磷酸鉀。

所述陰離子前驅(qū)體的溶液的溶劑為水、乙醇以及乙二醇中的一種或多種，更優(yōu)選為水和乙二醇中的一種或者兩種。

將得到CoMoO₄納米棒前驅(qū)體與陰離子前驅(qū)體的混合溶液加熱，通過水熱反應(yīng)進行陰離子交換，其中，所述水熱反應(yīng)的溫度優(yōu)選為80℃～160℃，更優(yōu)選為80～140℃；所述水熱反應(yīng)的時間優(yōu)選為8h～24h，更優(yōu)選為8h～12h。

將水熱反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進行離心、洗滌，在真空干燥箱中干燥，得到鈷基催化劑。其中，所述離心為本領(lǐng)域常用的分離方式；所述洗滌為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，本發(fā)明沒有特殊限制。在本發(fā)明中，所述干燥的溫度優(yōu)選為50℃～100℃，更優(yōu)選為60℃～90℃。所述干燥的時間優(yōu)選為4h～24h，更優(yōu)選為6h～20h，最優(yōu)選為12h～15h。

得到鈷基催化劑后對其進行電鏡分析，結(jié)果顯示，本發(fā)明制備的鈷基產(chǎn)氧催化劑形貌一致，具有一維棒狀形貌，并且尺寸較為均一,為200～400nm。

本發(fā)明還提供了一種堿性制氫電解槽，包括陽極、陰極、隔膜和電解液，所述陽極包括上述制備方法制備得到的鈷基產(chǎn)氧催化劑。

本發(fā)明還提供了一種鈷基產(chǎn)氧催化劑作為催化劑在電化學(xué)產(chǎn)氧領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明將CoMoO₄納米棒前驅(qū)體與陰離子前驅(qū)體進行水熱反應(yīng)，即可得到形貌一致的鈷基產(chǎn)氧催化劑，方法步驟簡單，操作簡易，具有方便、快速等特點。本發(fā)明提供的催化劑的催化性能優(yōu)異，在電化學(xué)全解水等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鈷基產(chǎn)氧催化劑形貌一致，具有一維棒狀形貌，并且尺寸較為均一,為200～400nm。其中，鈷基產(chǎn)氧催化劑Co(OH)₂、Co₃S₄、CoSe₂以及Co₃(PO₄)₂分別需要388mV、393mV、349mV、332mV及346mV的過電勢就能達到10mA/cm²的電流密度，明顯優(yōu)于商業(yè)最好的RuO₂催化劑(395mV)。

為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的鈷基產(chǎn)氧催化劑及其制備方法以及堿性制氫電解槽進行說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。

實施例1

(1)CoMoO₄納米棒前驅(qū)體的制備：

將2mmol Co(NO₃)₂·6H₂O和2mmol Na₂MoO₄·2H₂O分別溶解在17.5ml去離子水中，攪拌充分溶解；將上述Na₂MoO₄溶液加入到Co(NO₃)₂溶液中，攪拌10分鐘，形成均勻混合溶液；將該混合溶液轉(zhuǎn)移到50ml反應(yīng)釜中，放進150℃烘箱中，反應(yīng)6h；取出反應(yīng)釜，觀察發(fā)現(xiàn)大量紫色沉淀，離心然后用蒸餾水洗滌兩遍，用乙醇洗滌一遍，放置在60℃真空干燥箱中干燥12h，得到CoMoO₄納米棒前驅(qū)體。

對上述CoMoO₄納米棒前驅(qū)體進行投射電鏡觀察，結(jié)果見圖1，圖1為實施例1得到的CoMoO₄納米棒前驅(qū)體的透射電鏡照片。從圖1可以看出，CoMoO₄納米棒具有一致的一維形貌，且表面光滑，長度為數(shù)微米，直徑約為200～300nm。

(2)鈷基產(chǎn)氧催化劑Co(OH)₂材料的制備：

配制含0.2mmol KOH的溶液，溶劑為20mL水與乙二醇的混合溶液，水與乙二醇的體積比為1:1；將0.1mmol CoMoO₄納米棒前驅(qū)體超聲分散到上述溶液中；然后將上述混合物轉(zhuǎn)移到50ml反應(yīng)釜中，放進120℃烘箱中，反應(yīng)12h；取出反應(yīng)釜，觀察發(fā)現(xiàn)有大量沉淀出現(xiàn)，離心后用蒸餾水洗滌兩遍，用乙醇洗滌一遍，放置在60℃真空干燥箱中干燥12h，得到鈷基產(chǎn)氧催化劑Co(OH)₂材料。

對上述Co(OH)₂材料進行掃描電鏡和透射電鏡觀察，結(jié)果見圖2和圖3，圖2為實施例1得到的Co(OH)₂材料的掃描電鏡照片，圖3為實施例1得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片，從圖2和圖3可以看出，Co(OH)₂材料的表面有大量納米片組成，并形成多孔結(jié)構(gòu)，并維持著一維結(jié)構(gòu)，直徑約為300～400nm，組成Co(OH)₂材料表面的納米片的尺寸為50～100nm。

實施例2

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在配制陰離子前驅(qū)體溶液時，選擇20mL水為反應(yīng)溶劑，得到Co(OH)₂材料。

將得到的材料進行掃描電鏡分析，結(jié)果參見圖4，圖4為實施例2得到的Co(OH)₂材料的掃描電鏡照片。與實施例1得到的Co(OH)₂材料相比，本實施例2得到的Co(OH)₂材料形貌無明顯區(qū)別，仍為納米片組成的一維結(jié)構(gòu)，直徑約為300～400nm，組成Co(OH)₂材料表面的納米片的尺寸為50～100nm。

實施例3

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在配制陰離子前驅(qū)體溶液時，選擇0.2mmol NaOH為前驅(qū)體，得到Co(OH)₂材料。

將得到的材料進行透射電鏡分析，結(jié)果參見圖5，圖5為實施例3得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片。與實施例1得到的Co(OH)₂材料相比，本實施例3得到的Co(OH)₂材料形貌無明顯區(qū)別，仍為納米片組成的一維結(jié)構(gòu)，直徑約為300～400nm，組成Co(OH)₂材料表面的納米片的尺寸為50～100nm。

實施例4

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在進行陰離子交換水熱反應(yīng)時，反應(yīng)溫度為80℃，得到Co(OH)₂材料。

將得到的材料進行透射電鏡分析，結(jié)果參見圖6，圖6為實施例4得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片。與實施例1得到的Co(OH)₂材料相比，本實施例4得到的Co(OH)₂材料形貌無明顯區(qū)別，仍為納米片組成的一維結(jié)構(gòu)，直徑約為300～400nm，組成Co(OH)₂材料表面的納米片的尺寸為50～100nm。

實施例5

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在進行陰離子交換水熱反應(yīng)時，反應(yīng)溫度為100℃，得到Co(OH)₂材料。

將得到的材料進行透射電鏡分析，結(jié)果參見圖7，圖7為實施例5得到的Co(OH)₂材料的透射電鏡照片。與實施例1得到的Co(OH)₂材料相比，本實施例5得到的Co(OH)₂材料形貌無明顯區(qū)別，仍為納米片組成的一維結(jié)構(gòu)，直徑約為300～400nm，組成Co(OH)₂材料表面的納米片的尺寸為50～100nm。

實施例6

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在配制陰離子前驅(qū)體溶液時，選擇1mmol Na₂S為前驅(qū)體，即可得到鈷基產(chǎn)氧催化劑Co₃S₄材料。

將得到的材料進行掃描電鏡照片和透射電鏡分析，結(jié)果參見圖8和圖9，圖8為實施例6得到的Co₃S₄材料的掃描電鏡照片，圖9為實施例6得到的Co₃S₄材料的透射電鏡照片。從圖8和圖9可以看出，Co₃S₄材料的形貌比較均一，表面有大量顆粒組成，無明顯的納米孔洞出現(xiàn)，并維持著一維結(jié)構(gòu)，直徑約為200～300nm，組成Co₃S₄材料表面的納米顆粒的尺寸為5～20nm。

實施例7

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在配制陰離子前驅(qū)體溶液時，選擇0.2mmol Na₂SeO₃和0.4mmol NaBH₄混合溶液為前驅(qū)體，即可得到鈷基產(chǎn)氧催化劑CoSe₂材料。

將得到的材料進行掃描電鏡照片和透射電鏡分析，結(jié)果參見圖10和圖11，圖10為實施例7得到的CoSe₂材料的掃描電鏡照片，圖11為實施例7得到的CoSe₂材料的透射電鏡照片。從圖10和圖11可以看出，CoSe₂材料的形貌比較均一，表面有大量納米片組成，并維持著一維結(jié)構(gòu)，直徑約為300～400nm，組成Co₃S₄材料表面的納米片的尺寸為10～50nm。與實施例1得到的Co(OH)₂材料相比，該納米片尺寸更小。

實施例8

按照實施例1的制備方法進行鈷基產(chǎn)氧催化劑的制備，有以下不同點：在配制陰離子前驅(qū)體溶液時，選擇0.2mmol K₃PO₄·3H₂O為前驅(qū)體，即可得到鈷基產(chǎn)氧催化劑Co₃(PO₄)₂材料。

將得到的材料進行掃描電鏡照片和透射電鏡分析，結(jié)果參見圖12和圖13，圖12為實施例8得到的Co₃(PO₄)₂材料的掃描電鏡照片，圖13為實施例7得到的Co₃(PO₄)₂材料的透射電鏡照片。從圖12和圖13可以看出，Co₃(PO₄)₂材料的形貌比較均一，表面比較光滑，納米棒內(nèi)部有大量的納米孔洞出現(xiàn)，并維持著一維結(jié)構(gòu)，直徑約為200～300nm。

實施例9

將實施例1,6,7,8制備的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料進行XRD技術(shù)表征，結(jié)果參見圖14，圖14為本發(fā)明實施例1,6,7,8制備的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料的XRD譜圖。從圖14可以看出，原始CoMoO₄納米棒前驅(qū)體的XRD衍射花樣有著尖銳的強峰，意味著其的結(jié)晶性較好。通過不同的陰離子交換反應(yīng)，得到的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料包括Co(OH)₂、Co₃S₄、CoSe₂及Co₃(PO₄)₂有著比較寬化的XRD峰，意味著該陰離子交換反應(yīng)的成功發(fā)生。同時較差的結(jié)晶性主要是因為陰離子交換反應(yīng)破壞了原始CoMoO₄高度有序的結(jié)晶性。

實施例10

分別以實施例1,6,7,8制備的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料以及商業(yè)最好的RuO₂材料作為催化劑，進行電化學(xué)產(chǎn)氧反應(yīng)的活性進行檢測，具體方法為：在三電極條件下測定，旋轉(zhuǎn)圓盤電極負載催化劑作為工作電極，其中催化劑的負載量為0.5mg/cm²，鉑片作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極。電化學(xué)反應(yīng)的電解液為0.1mol/L的KOH溶液，極化曲線的掃描速率為2mV/s。

檢測結(jié)果參見圖15。圖15為實施例1,6,7,8制備的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料在產(chǎn)氧反應(yīng)中的線性掃描伏安法測試的曲線結(jié)果。從圖15可以看出，相對于我們的鈷基材料，商業(yè)RuO₂材料有著明顯低的起始電位，但是其在高電流密度下表現(xiàn)不佳，比本發(fā)明提供的系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料都要差。例如，在10mA/cm²的電流密度下，系列鈷基產(chǎn)氧催化劑材料CoMoO₄、Co(OH)₂、Co₃S₄、CoSe₂及Co₃(PO₄)₂僅僅需要388mV、393mV、349mV、332mV及346mV的過電勢就能達到。而商業(yè)的RuO₂催化劑卻需要過電勢高達395mV。同時，該催化性能比之前報道的Mn₃O₄/CoSe₂(J.Am.Chem.Soc.2012,134,2930.)和CoSe₂-Graphene(Acs Nano 2014,8,3970-3978.)材料的催化性能都要好。

由以上實施例可知，本發(fā)明提供的方法步驟簡單，操作簡易，具于大規(guī)模制備。同時，本發(fā)明制備的系列鈷基催化劑具有優(yōu)異的電化學(xué)產(chǎn)氧催化性能，在工業(yè)電解水領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。