CN114457349A - 一种碳包覆的镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用 - Google Patents

一种碳包覆的镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳包覆的镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用，其中制备方法包括以下步骤：(1)将电极基底进行碱除油、酸活化预处理，获得还原电极基底；(2)将步骤(1)中的还原电极基底于含有碳源、镍源和钼源的混合溶液中，于一定温度、压力下进行水热反应，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底；(3)将步骤(2)中的镍钼金属有机层包覆的电极基底在含有2‑甲基咪唑和钴源的水溶液中进行浸泡，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极；(4)将步骤(3)中的镍钼钴金属有机层包覆的电极于惰性气氛中烧结，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。本发明所述的碳包覆的镍钼钴析氢电极制备方法，可降低电极析氢过电位，提高电极的稳定性。

Description

一种碳包覆的镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电解水制氢技术领域，尤其涉及一种碳包覆的镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用。
背景技术
可再生能源电解水制取的低碳氢气被视为实现能源结构转型和温室气体减排的关键能源载体。但是受限于电解水制氢的高成本，低碳氢气的广泛应用还存在经济性问题。电解水制氢成本中用电成本占据70-85％。因此降低电耗是将成本的关键，而电极性能直接影响制氢电耗，因此亟需开发低电耗、长寿命的电极满足不断增长的低碳氢气需求。电极开发可以从以下方面着手：一是优化电极组成，通过合金化的方式提升电极的活性和稳定性；二是在电极表面引入保护层，降低电化学反应对电极催化层结构的冲击，提升电极寿命。因此，需要开发电耗低、稳定性强的碳包覆的镍钼钴析氢电极，推动电解水制氢成本降低，实现大规模发展。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种碳包覆的镍钼钴析氢电极制备方法，水热反应获得的镍钼金属有机层高温热解后形成多孔的镍钼多面体纳米笼结构和丰富的镍钼活性位点，降低电极析氢过电位；第二层钴金属有机层经高温煅烧，钴原子掺杂进入镍钼合金，并在电极表面形成碳包覆层，钴掺杂和碳包覆层可以有效抑制电解制氢过程镍钼合金中钼元素的溶出，提高电极的稳定性。
本发明的另一个目的在于提出一种碳包覆的镍钼钴析氢电极。
本发明的又一个目的在于提出碳包覆的镍钼钴析氢电极的应用。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种碳包覆的镍钼钴析氢电极制备方法，包括以下步骤：
(1)将电极基底进行碱除油、酸活化预处理，获得还原电极基底；
(2)将步骤(1)中的还原电极基底于含有碳源、镍源和钼源的混合溶液中，于一定温度、压力下进行水热反应，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底；
(3)将步骤(2)中的镍钼金属有机层包覆的电极基底在含有2-甲基咪唑和钴源的水溶液中进行浸泡，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极；
(4)将步骤(3)中的镍钼钴金属有机层包覆的电极于惰性气氛中烧结，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。
本发明实施例的碳包覆的镍钼钴析氢电极制备方法，其有益效果为：水热反应获得的镍钼金属有机层高温热解后形成多孔的镍钼多面体纳米笼结构和丰富的镍钼活性位点，降低电极析氢过电位；第二层钴金属有机层经高温煅烧，钴原子掺杂进入镍钼合金，并在电极表面形成碳包覆层，钴掺杂和碳包覆层可以有效抑制电解制氢过程镍钼合金中钼元素的溶出，提高电极的稳定性。
在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，电极基底为镍、铁或铜材质的织网、拉伸网、冲孔网或泡沫网中的一种，也即电极基底为镍织网、铁织网、铜织网、镍拉伸网、铁拉伸网、铜拉伸网、镍冲孔网、铁冲孔网、铜冲孔网、镍泡沫网、铁泡沫网、铜泡沫网中的一种。
需要说明的是，步骤(1)中，碱除油和酸活化的目的在于提高后续镍钼金属有机层、碳包覆层等与电极基底的结合力，保证电极质量。较佳的：
在本发明的一些实施例中，碱除油的方法为：
在碱性化学除油液(NaOH 15g/L，Na2CO3 20g/L，Na3PO4·12H2O 15g/L)中除油，40℃下洗涤20min；接着用80℃热水冲洗，再用去离子水清洗，至冲洗水呈中性。
在本发明的一些实施例中，酸活化方法为：
在稀硫酸溶液中(10vol％)中进行活化，25℃下洗涤5min；接着用去离子水清洗，至冲洗水呈中性。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，碳源为苯三甲酸，镍源为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或两种以上，钼源为五氯化钼或/和钼酸铵。较佳的，步骤(2)中，镍源为硝酸镍，钼源为五氯化钼。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，含有碳源、镍源和钼源的混合溶液为碳源、镍源和钼源溶解在二甲基甲酰胺中的混合溶液，其中：碳源浓度为0.02～0.05mol/L，镍源浓度为0.05～0.1mol/L，钼源浓度为0.01～0.02mol/L。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，水热反应在密闭容器中进行，反应温度为100～150℃，反应时间为24～48h。需要说明的是，密闭容器，压力是饱和蒸汽压，与温度存在固定对应关系。本发明的实施例中，密闭容器可以是聚四氟乙烯高压反应釜等。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，反应在放置在烤箱中的聚四氟乙烯高压反应釜中进行，反应结束后将反应釜自然冷却至室温，再将还原电极基底用二甲基甲酰胺和乙醇交替洗涤，之后真空干燥，可获得镍钼金属有机层包覆的电极基底。需要说明的是，这里室温可以理解为在20-30℃之间。较佳的，真空干燥的工艺条件为：80℃真空干燥24h。
在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，含有2-甲基咪唑和钴源水溶液中2-甲基咪唑的浓度为0.3～0.6mol/L，钴源的浓度为0.005～0.02mol/L。
在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，钴源为氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种或两种以上。
在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，浸泡时间为12～24h，浸泡之后将镍钼金属有机层包覆的电极基底用水洗涤、真空干燥，即可获得镍钼钴金属有机层包覆的电极。较佳的，采用去离子水对浸泡之后将镍钼金属有机层包覆的电极基底进行洗涤，真空干燥的工艺条件为：80℃真空干燥24h。
在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，烧结在管式炉中进行，烧结温度为500～700℃，烧结时间为2～4h，惰性气氛气体为Ar或N2。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种碳包覆的镍钼钴析氢电极，该电极采用如上所述的制备方法制备。
本发明实施例的碳包覆的镍钼钴析氢电极，多孔的镍钼多面体纳米笼结构和丰富的镍钼活性位点，可降低电极析氢过电位；钴掺杂和碳包覆层可以有效抑制电解制氢过程镍钼合金中钼元素的溶出，电极的稳定性高。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了所述的碳包覆的镍钼钴析氢电极在电解水制氢领域的应用。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一些实施例的多孔镍钼钴析氢电极的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
本发明实施例中各原料如无特殊说明，均为常规化学试剂，可通过商业渠道获得。本发明实施例中用到的方法，如无特殊说明，均为常规实验方法。
本发明实施例的多孔镍钼钴析氢电极的制备方法，其发明构思在于：水热反应获得的镍钼金属有机层高温热解后形成多孔的镍钼多面体纳米笼结构和丰富的镍钼活性位点，降低电极析氢过电位；第二层钴金属有机层经高温煅烧，钴原子掺杂进入镍钼合金，并在电极表面形成碳包覆层，钴掺杂和碳包覆层可以有效抑制电解制氢过程镍钼合金中钼元素的溶出，提高电极的稳定性。
下面结合具体实施例对本申请作进一步详细描述。
实施例1
一种多孔镍钼钴析氢电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镍织网在碱性化学除油液(NaOH 15g/L，Na2CO3 20g/L，Na3PO4·12H2O 15g/L)中除油，40℃下洗涤20min；接着用80℃热水冲洗，再用去离子水清洗，除去镍织网表面的油脂，再将经过除油的镍织网放入稀硫酸溶液中(10vol％)中进行活化，25℃下洗涤5min；接着用去离子水清洗，去除镍织网表面的氧化皮等，获得还原镍织网。
(2)将苯三甲酸、硝酸镍和五氯化钼溶解在二甲基甲酰胺中，获得混合溶液，且使混合溶液中苯三甲酸、硝酸镍和五氯化钼三者的摩尔浓度分别为0.03mol/L、0.08mol/L和0.015mol/L。将混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，再将步骤(1)获得的还原镍织网放入其中，将聚四氟乙烯高压反应釜放置在烤箱中于120℃处理36h，反应结束后将聚四氟乙烯高压反应釜自然冷却到室温(25℃)，将电极取出用二甲基甲酰胺和乙醇交替洗涤3次，并于80℃真空干燥24h，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底。
(3)将2-甲基咪唑和氯化钴溶于去离子水中，获得2-甲基咪唑含量为0.5mol/L、氯化钴含量为0.015mol/L的含钴混合溶液。之后，将步骤(2)获得的镍钼金属有机层包覆的电极基底放入含钴混合溶液中，常温(25℃)下浸泡24h，将电极取出用去离子水洗涤，再于80℃真空干燥24h，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极。
(4)将步骤(3)获得的镍钼钴金属有机层包覆的电极在管式炉中于550℃下N2气氛围烧结3h，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和镍织网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30％(wt)的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为206mV，镍织网基材的析氢过电位为386mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和镍织网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.87V，运行168h后电压升高0.03V；阴极装备镍织网基材的电解槽电解电压为2.15V，运行168h后电压升高0.13V。
实施例2
一种多孔镍钼钴析氢电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铁拉伸网在碱性化学除油液(NaOH 15g/L，Na2CO3 20g/L，Na3PO4·12H2O15g/L)中除油，40℃下洗涤20min；接着用80℃热水冲洗，再用去离子水清洗，除去铁拉伸网表面的油脂，再将经过除油的铁拉伸网放入稀硫酸溶液中(10vol％)中进行活化，25℃下洗涤5min；接着用去离子水清洗，去除铁拉伸网表面的氧化皮等，获得还原铁拉伸网。
(2)将苯三甲酸、硝酸镍和五氯化钼溶解在二甲基甲酰胺中，获得混合溶液，且使混合溶液中苯三甲酸、硝酸镍和五氯化钼三者的摩尔浓度分别为0.02mol/L、0.06mol/L和0.012mol/L。将混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，再将步骤(1)获得的还原铁拉伸网放入其中，将聚四氟乙烯高压反应釜放置在烤箱中于100℃处理48h，反应结束后将聚四氟乙烯高压反应釜自然冷却到室温(22℃)，将电极取出用二甲基甲酰胺和乙醇交替洗涤3次，并于80℃真空干燥24h，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底。
(3)将2-甲基咪唑和氯化钴溶于去离子水中，获得2-甲基咪唑含量为0.3mol/L、氯化钴含量为0.015mol/L的含钴混合溶液。之后，将步骤(2)获得的镍钼金属有机层包覆的电极基底放入含钴混合溶液中，常温(25℃)下浸泡24h，将电极取出用去离子水洗涤，再于80℃真空干燥24h，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极。
(4)将步骤(3)获得的镍钼钴金属有机层包覆的电极在管式炉中于500℃下N2气氛围烧结3h，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和铁拉伸网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30％(wt)的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为217mV，铁拉伸网基材的析氢过电位为423mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和铁拉伸网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.88V，运行168h后电压升高0.04V；阴极装备铁拉伸网基材的电解槽电解电压为2.23V，运行168h后电压升高0.18V。
实施例3
一种多孔镍钼钴析氢电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜冲孔网在碱性化学除油液(NaOH 15g/L，Na2CO3 20g/L，Na3PO4·12H2O15g/L)中除油，40℃下洗涤20min；接着用80℃热水冲洗，再用去离子水清洗，除去铜冲孔网表面的油脂，再将经过除油的铜冲孔网放入稀硫酸溶液中(10vol％)中进行活化，25℃下洗涤5min；接着用去离子水清洗，去除铜冲孔网表面的氧化皮等，获得还原铜冲孔网。
(2)将苯三甲酸、硝酸镍和五氯化钼溶解在二甲基甲酰胺中，获得混合溶液，且使混合溶液中苯三甲酸、硝酸镍和五氯化钼三者的摩尔浓度分别为0.03mol/L、0.1mol/L和0.01mol/L。将混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，再将步骤(1)获得的还原铜冲孔网放入其中，将聚四氟乙烯高压反应釜放置在烤箱中于125℃处理36h，反应结束后将聚四氟乙烯高压反应釜自然冷却到室温(22℃)，将电极取出用二甲基甲酰胺和乙醇交替洗涤2次，并于80℃真空干燥24h，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底。
(3)将2-甲基咪唑和氯化钴溶于去离子水中，获得2-甲基咪唑含量为0.5mol/L、氯化钴含量为0.02mol/L的含钴混合溶液。之后，将步骤(2)获得的镍钼金属有机层包覆的电极基底放入含钴混合溶液中，常温(25℃)下浸泡12h，将电极取出用去离子水洗涤，再于80℃真空干燥24h，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极。
(4)将步骤(3)获得的镍钼钴金属有机层包覆的电极在管式炉中于550℃下Ar气氛围烧结4h，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和铜冲孔网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30％(wt)的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为202mV，铜冲孔网基材的析氢过电位为405mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和铜冲孔网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.85V，运行168h后电压升高0.02V；阴极装备铜冲孔网基材的电解槽电解电压为2.20V，运行168h后电压升高0.16V。
实施例4
一种多孔镍钼钴析氢电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镍泡沫网在碱性化学除油液(NaOH 15g/L，Na2CO3 20g/L，Na3PO4·12H2O15g/L)中除油，40℃下洗涤20min；接着用80℃热水冲洗，再用去离子水清洗，除去镍泡沫网表面的油脂，再将经过除油的镍泡沫网放入稀硫酸溶液中(10vol％)中进行活化，25℃下洗涤5min；接着用去离子水清洗，去除镍泡沫网表面的氧化皮等，获得还原镍泡沫网。
(2)将苯三甲酸、硫酸镍和钼酸铵溶解在二甲基甲酰胺中，获得混合溶液，且使混合溶液中苯苯三甲酸、硫酸镍和钼酸铵三者的摩尔浓度分别为0.05mol/L、0.08mol/L和0.02mol/L。将混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，再将步骤(1)获得的还原镍泡沫网放入其中，将聚四氟乙烯高压反应釜放置在烤箱中于150℃处理24h，反应结束后将聚四氟乙烯高压反应釜自然冷却到室温(22℃)，将电极取出用二甲基甲酰胺和乙醇交替洗涤2次，并于80℃真空干燥24h，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底。
(3)将2-甲基咪唑和硝酸钴溶于去离子水中，获得2-甲基咪唑含量为0.6mol/L、硝酸钴含量为0.005mol/L的含钴混合溶液。之后，将步骤(2)获得的镍钼金属有机层包覆的电极基底放入含钴混合溶液中，常温(25℃)下浸泡20h，将电极取出用去离子水洗涤，再于80℃真空干燥24h，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极。
(4)将步骤(3)获得的镍钼钴金属有机层包覆的电极在管式炉中于700℃下Ar气氛围烧结2h，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和镍泡沫网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30％(wt)的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为228mV，镍泡沫网基材的析氢过电位为392mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和镍泡沫网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.93V，运行168h后电压升高0.06V；阴极装备镍泡沫网基材的电解槽电解电压为2.03V，运行168h后电压升高0.15V。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：镍源选用硝酸镍和硫酸镍按摩尔比1：1的混合物，钼源选用五氯化钼和钼酸铵按摩尔比1：1的混合物，钴源选用氯化钴与硝酸钴按摩尔比1：1的混合物。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和镍织网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30％(wt)的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为198mV，镍织网基材的析氢过电位为386mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和镍织网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.85V，运行168h后电压升高0.04V；阴极装备镍织网基材的电解槽电解电压为2.15V，运行168h后电压升高0.13V。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种碳包覆的镍钼钴析氢电极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将电极基底进行碱除油、酸活化预处理，获得还原电极基底；
(2)将步骤(1)中的还原电极基底于含有碳源、镍源和钼源的混合溶液中，于一定温度、压力下进行水热反应，获得镍钼金属有机层包覆的电极基底；
(3)将步骤(2)中的镍钼金属有机层包覆的电极基底在含有2-甲基咪唑和钴源的水溶液中进行浸泡，获得镍钼钴金属有机层包覆的电极；
(4)将步骤(3)中的镍钼钴金属有机层包覆的电极于惰性气氛中烧结，获得碳包覆的镍钼钴析氢电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，电极基底为镍、铁或铜材质的织网、拉伸网、冲孔网或泡沫网中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，碳源为苯三甲酸，镍源为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或两种以上，钼源为五氯化钼或/和钼酸铵；步骤(3)中，钴源为氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，含有碳源、镍源和钼源的混合溶液为碳源、镍源和钼源溶解在二甲基甲酰胺中的混合溶液，其中：碳源浓度为0.02～0.05mol/L，镍源浓度为0.05～0.1mol/L，钼源浓度为0.01～0.02mol/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，水热反应在密闭容器中进行，反应温度为100～150℃，反应时间为24～48h。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，反应在放置在烤箱中的聚四氟乙烯高压反应釜中进行，反应结束后将反应釜自然冷却至室温，再将还原电极基底用二甲基甲酰胺和乙醇交替洗涤，之后真空干燥，可获得镍钼金属有机层包覆的电极基底。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，含有2-甲基咪唑和钴源水溶液中2-甲基咪唑的浓度为0.3～0.6mol/L，钴源的浓度为0.005～0.02mol/L；步骤(3)中，浸泡时间为12～24h，浸泡之后将镍钼金属有机层包覆的电极基底用水洗涤、真空干燥，即可获得镍钼钴金属有机层包覆的电极。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，烧结在管式炉中进行，烧结温度为500～700℃，烧结时间为2～4h，惰性气氛气体为Ar或N2。
9.一种碳包覆的镍钼钴析氢电极，其特征在于，采用如权利要求1至8任意一项所述的制备方法制备。
10.如权利要求1至9任意一项所述的碳包覆的镍钼钴析氢电极在电解水制氢领域的应用。
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