一种析氧电极及其制备方法和用途

1.本发明属于电解水技术领域，涉及一种析氧电极及其制备方法和用途。


背景技术：

2.近年来传统化石能源的枯竭现状以及环境污染问题使人们迫切地开发新型清洁可再生能源，氢能因来源广泛、清洁无污染、热值高等优势从众多新能源中脱颖而出，吸引了众多研究人员的目光。电催化水分解制氢技术是一种高效且环境友好的产氢途径，电解水包括两个半反应，阳极上的析氧反应及阴极上的析氢反应，其中，阳极上的析氧反应是一个四电子质子耦合过程，该半反应相对复杂，反应能垒高，反应动力学缓慢，因此成为了电催化水分解制氢技术的“瓶颈”。为了提高产氢效率，人们需要制备高效、稳定且成本低廉的析氧反应电极材料，加快总体产氢进程，使氢能替代传统化石能源成为可能。
3.目前优异的析氧反应电极材料为贵金属ir和ru基的纳米材料，如cn109126780a公开一种制备iro2@ir核壳结构电催化析氧反应催化剂的方法，包含以下步骤：材料的预处理；称量和分散；激光处理；退火。cn103157467a涉及一种ru和/或ir贵金属氧化物，其分子式可表示为ru
x
ir
1-x
o，其中0≤x≤1。该贵金属氧化物的制备是以氨基修饰的氧化硅分子筛sba-15为模板，通过库仑与毛细管力作用，将ru和/或ir贵金属浸渍还原于模板壳体的周边孔中。然而贵金属的储量较低，成本较高，限制了贵金属电极材料的大规模化应用。
4.研究人员发现地壳中储量丰富的过渡族金属和非金属催化材料在经过掺杂以后，获得了接近于贵金属的较低过电位。近年来，fe、co、ni过渡金属磷化物析氧反应电极材料因其性能良好，成本适中，得到了大力研究，但性能仍具有广阔的提升空间，还存下如下问题：(1)导电性较差；(2)中间吸附能高。
5.因此，如何提升非贵金属基析氧电极材料的导电性能，降低其中间吸附能，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种析氧电极及其制备方法和用途。本发明采用稀土元素掺杂镍铁磷化物，降低了反应的能垒，提升了导电性能，促进了反应过程中电荷传递，加快了反应速率，从而得到了导电性良好且中间吸附能较低的析氧电极体系。
7.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供一种析氧电极，所述析氧电极包括基底以及负载于所述基底上的稀土元素掺杂的镍铁磷化物。
9.本发明提供的析氧电极，基底提供了自支撑电极，镍离子与铁离子之间存在正向协同效应，同时协同稀土元素，稀土元素的核外电子丰富，其引入可以诱导电荷的重新分布，优化对氧基物种的吸附/脱附能力，降低反应的能垒，降低了其中间吸附能；同时还提升了导电性能，促进反应过程中电荷传递，加快反应速率，从而得到了导电性良好且中间吸附能较低的析氧电极体系，且环境友好，无毒无害。
10.本发明中，稀土元素与镍铁磷化物协同作用，充分发挥稀土元素对过渡金属ni、fe的调控作用。稀土元素具有特殊的4f轨道外电子层结构，当其作为络合物的中心原子时，其剩余的多个电子轨道可与其他物质形成新的化学键。根据brewer-engel理论，拥有不成对d轨道电子的元素与成对d轨道电子的元素相互掺杂，在电子协同作用下调节催化电极对活性氧离子的吸附及脱附能。因此，稀土元素金属(如nd、ce和pr等)与过渡金属(fe、ni等)的结合将导致比它们的单一金属对应的合金更具电催化活性。此外，在电化学测试过程中，引入稀土元素后，过渡金属电极材料的稳定性和耐腐蚀能力也得到了较好的提升。
11.优选地，所述基底包括碳布。
12.本发明中，选用碳布作为基底，得到了自支撑电极，增强了镍铁磷化物在电解水过程中的导电性，同时有效提高了电极表面催化剂的稳定性和电子传输效率，更容易控制催化剂的微观结构。
13.优选地，所述稀土元素包括铈、钕或镨中的任意一种或至少两种的组合。
14.优选地，以所述稀土元素掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，所述稀土元素的摩尔量占比为1～30％，例如1％、2.5％、3％、5％、7.5％、10％、12.5％、15％、17.5％、20％、22.5％、25％、27.5％或30％等，优选为1～10％。
15.本发明中，稀土元素的摩尔占比在1～10％时，具有更为优异的协同效果，稀土元素的摩尔量占比过小(＜1％)，会导致其不能有效的调控ni与fe的电子结构，起不到正向协同作用；而摩尔量占比过大(＞10％)，又会覆盖原有的活性位点，降低反应活性，同时还会增加成本。所以，综合考虑提升性能与降低成本，稀土元素的掺杂量需选取在最佳的1～10％范围内。
16.第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的析氧电极的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
17.(1)将镍源、铁源和稀土源通过电沉积的方法沉积于所述基底上，得到稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体；
18.(2)将步骤(1)所述稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体进行磷化处理，得到所述析氧电极。
19.本发明原位合成了析氧电极结构，在电沉积过程中，基底提供了自支撑电极，铁离子(fe
3+
)、镍离子(ni
2+
)和稀土元素离子共沉淀在基底上，形成稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体，经过煅烧磷化即可得到稀土元素掺杂的镍铁磷化物电极材料；镍离子与铁离子之间存在正向协同效应，协同稀土元素，稀土元素的核外电子丰富，其引入可以诱导镍铁氢氧化物电荷的重新分布，优化对氧基物种的吸附/脱附能力，降低反应的能垒；提升导电性能，促进反应过程中电荷传递，加快反应速率，得到了环境友好且无毒无害的析氧电极材料以及电极结构；合成方法简单，操作易行且本发明中的电沉积过程是在室温下利用电化学工作站的三电极系统进行，不需要严苛的制备环境(如加热、高压、气体氛围等)，制备方法具有普适性。
20.本发明中，利用电沉积法合成稀土掺杂的镍铁氢氧化物前驱体用时短，耗能少，优于相对耗时、耗能的水热法，成本低廉，生产方式灵活，更适宜工业化生产。
21.优选地，步骤(1)所述电沉积前，对基底进行预处理。
22.优选地，所述预处理包括：将基底进行超声清洗，油浴处理，得到预处理后的基底。
23.优选地，所述超声清洗的时间为1～2h，例如1h、1.5h或2h等。
24.优选地，所述油浴处理的温度为80～90℃，例如80℃、83℃、85℃、88℃或90℃等。
25.优选地，所述油浴处理的时间为40～50min，例如40min、43min、45min、48min或50min等。
26.优选地，步骤(1)所述电沉积的方法为三电极的循环伏安法。
27.本发明中，以基底上负载催化剂的电极片作为工作电极，pt作为对电极，ag/agcl作为参比电极，进行电沉积，电沉积过程中的扫描速率以及电压范围条件，依据实际需求进行适应性调控即可；电沉积后，对其产物进行清洗干燥。
28.优选地，步骤(2)所述磷化处理包括将步骤(1)所述稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体与磷源在保护性气氛下进行热处理。
29.优选地，所述磷源包括磷酸盐。
30.优选地，所述热处理的温度为300～350℃，例如300℃、310℃、320℃、330℃340℃或350℃等。
31.本发明中，热处理的温度过低，不利于磷化完全，导致碳布表面成分复杂，镍铁氢氧化物前驱体不能完全转化，得不到目标ni-fe-re-p/cc电极材料(re为稀土元素)；而热处理的温度过高，又会使磷化沉积增多，影响电极材料表面的均匀化程度，并且会覆盖活性位点，使催化性能降低。
32.作为优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
33.(1)将基底进行超声清洗，油浴处理，得到预处理后的基底，然后将镍源、铁源和稀土源通过电沉积的方法沉积于所述基底上，得到稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体；
34.(2)将步骤(1)所述稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体与磷源在保护性气氛下以300～350℃的温度进行热处理，得到所述析氧电极。
35.第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的析氧电极的用途，所述用途包括将析氧电极用于电催化水分解。
36.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
37.(1)本发明采用稀土元素掺杂镍铁磷化物，降低了反应的能垒，提升了导电性能，促进了反应过程中电荷传递，加快了反应速率，从而得到了导电性良好且中间吸附能较低的析氧电极体系。
38.(2)本发明原位合成了析氧电极结构，在电沉积过程中，基底提供了自支撑电极，铁离子、镍离子和稀土离子协同作用，诱导了镍铁氢氧化物电荷的重新分布，优化对氧基物种的吸附/脱附能力，降低反应的能垒；提升导电性能，促进反应过程中电荷传递，加快反应速率，得到了环境友好且无毒无害的析氧电极材料以及电极结构；合成方法简单，操作易行且本发明中的电沉积过程是在室温下利用电化学工作站的三电极系统进行，不需要严苛的制备环境(如加热、高压、气体氛围等)，具有普适性。
附图说明
39.图1为实施例2与对比例2提供的析氧电极中的ce掺杂的镍铁磷化物的xrd图。
40.图2为实施例2提供的析氧电极的sem图。
41.图3为实施例2提供的析氧电极的sem图。
42.图4为实施例2提供的析氧电极的tem图。
43.图5为实施例2提供的析氧电极的tem图。
44.图6为实施例2和7与对比例2和4的析氧电极的析氧反应性能曲线。
具体实施方式
45.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
46.实施例1
47.本实施例提供一种析氧电极，所述析氧电极包括碳布以及负载于所述碳布上的ce掺杂的镍铁磷化物，以所述ce掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，ce的摩尔量占比为1％。
48.所述析氧电极的制备方法如下：
49.(1)碳纤维布预处理：
50.将碳纤维布裁剪成大小均匀的图形，切成1cm
×
1.5cm大小的矩形条；在丙酮和乙醇混合溶液中超声1小时去除灰尘；洗净后再浸入浓度为70％的浓硝酸溶液中油浴，油浴的温度为80℃，浸润时间40分钟；再用超纯水进行超声清洗，最后在60℃烘箱中进行烘干；
51.(2)电沉积液的配制：将ni、fe、ce三种元素电化学沉积在具有编织碳纤维构造的柔性亲水导电碳布上；混合溶液总体积为50ml，其中硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的摩尔浓度比为9:90:1，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的质量分别为0.182g、1.31g、0.0217g；
52.电化学沉积过程：碳布作为工作电极，pt作为对电极，ag/agcl作为参比电极，采用循环伏安法在三电极体系进行沉积，在电压范围为-1～-0.1v的条件下，以10mv
·
s-1
的扫描速率下进行电沉积，每块碳布电沉积10分钟，电沉积后的碳布用大量去离子水冲洗，然后在烘箱60℃中干燥，得到ni-fe-ce/cc-1％(ce掺杂的镍铁氢氧化物前驱体)；
53.(3)磷化处理：将稀土ce掺杂的镍铁氢氧化物前驱体(ni-fe-ce/cc-1％)置于瓷舟的前端，瓷舟后端放0.5g磷酸盐(次磷酸钠)，将瓷舟置于管式炉中，升温前通氩气30分钟，然后于氩气氛围下325℃温度范围内煅烧2小时，待炉内温度降至室温时将样品取出，将得到的样品清洗、干燥得到所述析氧电极。
54.实施例2
55.本实施例提供一种析氧电极，所述析氧电极包括碳布以及负载于所述碳布上的ce掺杂的镍铁磷化物，以所述ce掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，ce的摩尔量占比为3％。
56.所述析氧电极的制备方法如下：
57.(1)碳纤维布预处理：
58.将碳纤维布裁剪成大小均匀的图形，切成1cm
×
1.5cm大小的矩形条；在丙酮和乙醇混合溶液中超声1小时去除灰尘；洗净后再浸入浓度为70％的浓硝酸溶液中油浴，油浴的温度为85℃，浸润时间45分钟；再用超纯水进行超声清洗，最后在60℃烘箱中进行烘干；
59.(2)电沉积液的配制：将ni、fe、ce三种元素电化学沉积在具有编织碳纤维构造的柔性亲水导电碳布上；混合溶液总体积为50ml，其中硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的摩尔浓度比为44:440:15，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的质量分别为0.178g、1.28g、0.0651g；
60.电化学沉积过程：碳布作为工作电极，pt作为对电极，ag/agcl作为参比电极，采用循环伏安法在三电极体系进行沉积，在电压范围为-1～-0.1v的条件下，以10mv
·
s-1
的扫描速率下进行电沉积，每块碳布电沉积10分钟，电沉积后的碳布用大量去离子水冲洗，然后在烘箱60℃中干燥，得到ni-fe-ce/cc-3％(ce掺杂的镍铁氢氧化物前驱体)；
61.(3)磷化处理：将稀土ce掺杂的镍铁氢氧化物前驱体(ni-fe-ce/cc-3％)置于瓷舟的前端，瓷舟后端放0.5g磷酸盐(次磷酸钠)，将瓷舟置于管式炉中，升温前通氩气30分钟，然后于氩气氛围下300℃温度范围内煅烧2小时，待炉内温度降至室温时将样品取出，将得到的样品清洗、干燥得到所述析氧电极。
62.图2和图3分别示出了实施例2提供的析氧电极在不同放大倍数下的sem图，从图中可以看出，碳布表面成功负载了ni-fe-ce-p，ni-fe-ce-p为薄纳米片结构，垂直分布在碳布上。
63.图4和图5分别示出了实施例2提供的析氧电极在不同放大倍数下的tem图，从图中可以清晰地看出，ni-fe-ce-p为纳米片结构，与sem测试结果一致。这种纳米片结构增大了电化学反应的表面积，增加了活性位点的数目，从而提升了电化学性能。
64.实施例3
65.本实施例提供一种析氧电极，所述析氧电极包括碳布以及负载于所述碳布上的ce掺杂的镍铁磷化物，以所述ce掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，ce的摩尔量占比为5％。
66.所述析氧电极的制备方法如下：
67.(1)碳纤维布预处理：
68.将碳纤维布裁剪成大小均匀的图形，切成1cm
×
1.5cm大小的矩形条；在丙酮和乙醇混合溶液中超声2小时去除灰尘；洗净后再浸入浓度为70％的浓硝酸溶液中油浴，油浴的温度为90℃，浸润时间50分钟；再用超纯水进行超声清洗，最后在60℃烘箱中进行烘干；
69.(2)电沉积液的配制：将ni、fe、ce三种元素电化学沉积在具有编织碳纤维构造的柔性亲水导电碳布上；混合溶液总体积为50ml，其中硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的摩尔浓度比为43:430:25，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的质量分别为0.174g、1.251g、0.109g；
70.电化学沉积过程：碳布作为工作电极，pt作为对电极，ag/agcl作为参比电极，采用循环伏安法在三电极体系进行沉积，在电压范围为-1～-0.1v的条件下，以10mv
·
s-1
的扫描速率下进行电沉积，每块碳布电沉积10分钟，电沉积后的碳布用大量去离子水冲洗，然后在烘箱60℃中干燥，得到ni-fe-ce/cc-5％(ce掺杂的镍铁氢氧化物前驱体)；
71.(3)磷化处理：将稀土ce掺杂的镍铁氢氧化物前驱体(ni-fe-ce/cc-5％)置于瓷舟的前端，瓷舟后端放0.5g磷酸盐(次磷酸钠)，将瓷舟置于管式炉中，升温前通氩气30分钟，然后于氩气氛围下350℃温度范围内煅烧2小时，待炉内温度降至室温时将样品取出，将得到的样品清洗、干燥得到所述析氧电极。
72.实施例4
73.本实施例与实施例1的区别为，本实施例中以所述ce掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，ce的摩尔量占比为10％。
74.制备方法中，硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的摩尔浓度比为41:410:50，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的质量分别为0.165g、1.190g、0.217g。
75.其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
76.实施例5
77.本实施例与实施例1的区别为，本实施例中以所述ce掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，ce的摩尔量占比为20％。
78.制备方法中，硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的摩尔浓度比为73:730:200，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的质量分别为0.147g、1.062g、0.434g。
79.其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
80.实施例6
81.本实施例与实施例1的区别为，本实施例中以所述ce掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，ce的摩尔量占比为30％。
82.制备方法中，硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的摩尔浓度比为16:160:75，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸铈的质量分别为0.129g、0.931g、0.651g。
83.其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
84.实施例7
85.本实施例与实施例2的区别为，本实施例中以所述掺杂稀土元素为钕(nd)，nd掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，nd的摩尔量占比为3％。
86.制备方法中，硝酸铁、硝酸镍、硝酸钕的摩尔浓度比为41:410:50，即硝酸铁、硝酸镍、硝酸钕的质量分别为0.178g、1.28g、0.0657g。
87.其余制备方法与参数与实施例2保持一致。
88.对比例1
89.本对比例提供一种不掺杂稀土ce元素的镍铁氢氧化物析氧反应电极材料的制备方法。
90.本对比例与实施例2的区别为，本对比例提供的析氧电极中，碳布中负载不掺杂ce的镍铁氢氧化物。
91.制备方法中，硝酸铁与硝酸镍的摩尔浓度比为44:440，即硝酸铁与硝酸镍的质量分别为0.184g、1.324g，且不进行步骤(3)的磷化过程。
92.其余制备方法与参数与实施例2保持一致。
93.对比例2
94.本对比例与实施例2的区别为，本对比例提供的析氧电极中，镍铁磷化物未进行ce掺杂。
95.制备方法中，硝酸铁与硝酸镍的摩尔浓度比为44:440。
96.其余制备方法与参数与实施例2保持一致。
97.图1示出了实施例2与对比例2提供的析氧电极中的ce掺杂的镍铁磷化物的xrd图，从图1可以看出，2θ＝25.5
°
的衍射峰属于碳布(cc)，其他衍射峰，包括2θ＝40.8
°
、44.6
°
、47.3
°
及54.2
°
属于ni2p(pdf#03-0953)，ni-fe-ce-p与ni-fe-p都为ni2p结构，这说明掺杂稀土ce后晶体结构未发生改变。此xrd图表明成功合成了ni-fe-ce-p。
98.对比例3
99.本对比例与实施例2的区别为，本对比例提供的析氧电极，碳布上负载ce掺杂的镍铁氢氧化物。
100.制备方法中，不进行步骤(3)。
101.其余制备方法与参数与实施例2保持一致。
102.对比例4
103.本对比例提供一种商用贵金属ruo2电极材料的制备方法，包括：
104.(1)取5mg的商用贵金属ruo2粉末溶解到80μl乙醇中，再加入20μl nafion混合；
105.(2)将混合溶液放到超声机中超声约30分钟分散均匀，待测试用，将得到的ruo2涂在铂碳电极上作为工作电极。
106.图6示出了实施例2和7与对比例2和4的析氧电极的析氧反应性能曲线，从图6可以看出，掺杂三种稀土元素ce、nd分别得到的ni-fe-ce-p/cc、和ni-fe-nd-p/cc的过电位都显著低于未掺杂稀土的ni-fe-p/cc，并且明显优于商用的oer催化材料ruo2，这说明稀土元素对镍铁磷化物具有显著的正向改性作用，具有普适性和商业应用前景。
107.在一个标准三电极电解槽中，1.0m的氢氧化钾溶液作为电解液，分别以实施例1-7与对比例1-4提供的析氧电极作为工作电极，测试得到催化析氧反应电流密度达到100ma
·
cm-2
时的过电势，结果如表1所示。
108.表1
[0109] 过电势(mv)实施例1344实施例2331实施例3336实施例4342实施例5361实施例6379实施例7328对比例1492对比例2424对比例3389对比例4＞500
[0110]
从实施例1-5的数据结果可知，稀土元素的摩尔量占比过大(大于10％)，不仅不能提升电催化性能，反倒会降低活性位点的数目，导致过电位降低幅度过小，且成本明显增加。
[0111]
从实施例1-7与对比例1-3的数据结果可知，镍铁氢氧化物基的析氧电极、未掺杂稀土元素的镍铁磷化物基的析氧电极以及掺杂了稀土元素的镍铁氢氧化物基的析氧电极的电化学性能均低于掺杂了稀土的镍铁磷化物；即使对比例3中的过电势较低，依然存在活性位点数目不足、导电性不足等的问题。
[0112]
从实施例1-7与对比例4的数据结果可知，本发明提供的析氧电极，导电性良好且中间吸附能较低。
[0113]
综上所述，本发明采用稀土元素掺杂镍铁磷化物，降低了反应的能垒，提升了导电性能，促进了反应过程中电荷传递，加快了反应速率，从而得到了导电性良好且中间吸附能较低的析氧电极体系。
[0114]
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种析氧电极，其特征在于，所述析氧电极包括基底以及负载于所述基底上的稀土元素掺杂的镍铁磷化物。2.根据权利要求1所述的析氧电极，其特征在于，所述基底包括碳布；优选地，所述稀土元素包括铈、钕或镨中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的析氧电极，其特征在于，以所述稀土元素掺杂的镍铁磷化物中的金属元素的总摩尔量为100％计，所述稀土元素的摩尔量占比为1～30％，优选为1～10％。4.一种如权利要求1-3任一项所述的析氧电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将镍源、铁源和稀土源通过电沉积的方法沉积于所述基底上，得到稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体；(2)将步骤(1)所述稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体进行磷化处理，得到所述析氧电极。5.根据权利要求4所述的析氧电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述电沉积前，对基底进行预处理；优选地，所述预处理包括：将基底进行超声清洗，油浴处理，得到预处理后的基底；优选地，所述超声清洗的时间为1～2h；优选地，所述油浴处理的温度为80～90℃；优选地，所述油浴处理的时间为40～50min。6.根据权利要求4或5所述的析氧电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述电沉积的方法为三电极的循环伏安法。7.根据权利要求4-6任一项所述的析氧电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述磷化处理包括将步骤(1)所述稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体与磷源在保护性气氛下进行热处理。8.根据权利要求7所述的析氧电极的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为300～350℃。9.根据权利要求4-8任一项所述的析氧电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将基底进行超声清洗，油浴处理，得到预处理后的基底，然后将镍源、铁源和稀土源通过电沉积的方法沉积于所述基底上，得到稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体；(2)将步骤(1)所述稀土元素掺杂的镍铁氢氧化物前驱体与磷源在保护性气氛下以300～350℃的温度进行热处理，得到所述析氧电极。10.一种如权利要求1-3任一项所述的析氧电极的用途，其特征在于，所述用途包括将析氧电极用于电催化水分解。

技术总结
本发明提供了一种析氧电极及其制备方法和用途。所述析氧电极包括基底以及负载于所述基底上的稀土元素掺杂的镍铁磷化物。本发明采用稀土元素掺杂镍铁磷化物，降低了反应的能垒，提升了导电性能，促进了反应过程中电荷传递，加快了反应速率，从而得到了导电性良好且中间吸附能较低的析氧电极体系。中间吸附能较低的析氧电极体系。中间吸附能较低的析氧电极体系。


技术研发人员：仉小猛 赵宏睿 袁承宗 赵文凯 黄思宇 张伦梁 李将 翁瑶
受保护的技术使用者：中国科学院赣江创新研究院
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/7/25