The invention belongs to the technical field of inorganic material synthesis, in particular to a preparation method of Ce-doped Ni_Fe_Ce ternary sulfide oxygen evolution catalyst. The ternary composite sulfide catalyst can be obtained directly from the metal salts Ni (NO3) 2.6H2O, Fe (NO3) 3.9H2O and Ce (NO3) 3.6H2O with water as solvent by a simple two-step method (coprecipitation and hydrothermal method). No templates or auxiliary additives were needed in the reaction, and the products could be used as catalysts directly without calcination and annealing. Using the prepared catalyst materials for catalytic water cracking to produce oxygen not only provides a green, environmentally friendly and low cost method for the development of catalytic materials for oxygen evolution, but also provides an alternative catalyst material for the development of fuel cells.
【技术实现步骤摘要】
一种Ce掺杂的Ni-Fe-Ce三元硫化物析氧催化剂的制备方法
本专利技术属于无机材料合成
,具体为一种Ce掺杂的Ni-Fe-Ce三元硫化物析氧催化剂的制备方法。
技术介绍
近年来,随着环境污染和能源危机日益加剧,发展可再生的绿色能源的成为一大热点。氢能作为一种新型的绿色能源因为它的便于储存,方便运输,高效能等优点,引起了人们的日益广泛关注。与自然界中光合作用下太阳能转化为化学能类似,水裂解即可产生洁净的氢能源。典型的水裂解过程主要分为阴极析氢(HER)和阳极的析氧(OER)两个半反应。其中OER过程的过电位损失远远高于HER过程的(通常高出几倍)限制了大规模的电解水。发展高效稳定的电催化剂以降低OER过电位是实现大规模电解水产氢的关键。目前,对OER过程有良好催化效果的催化剂主要有贵金属的Ru[1]和Ir、Pt[2],然而这些材料高昂的价格限制了其大规模应用,这也促使人们去研究一些非贵金属基电催化剂[3]。过渡金属基的氧化物或氢氧化物催化剂由于其低廉的价格,原料广泛且环境友好等优势引起了研究者广泛关注。Ma等人研究发展了一系列的非贵金属基的催化剂如金属骨架衍生的Co3O4/C材料,N、O共掺杂的C3N4膜等[4,5],同时Gao课题组报道了二元非贵金属基的分级中空微立方结构NiCo2O4材料在OER过程中具有极好的催化性能[6]。此外,大量研究表明,价格低廉且环境友好的Fe基材料具有一定的催化析氧性质,对Fe基材料进行掺杂后得到的二元复合材料其催化活性更是得到显著提高。如戴宏杰等人研究了NiFe的LDH材料在OER过程的催化性能,然而作为OER过程催 ...
【技术保护点】
1.一种Ni‑Fe‑Ce三元复合催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1) 溶液配制及pH调节 按比例称取Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O和Ce(NO3)3·6H2O,再加入蒸馏水中,搅拌直到溶解,然后加入碳酸氢钠,继续搅拌溶解得到澄清溶液;接着逐滴加入稀氨水调节溶液的pH值至8.0‑8.5;(2) 共沉淀反应 将此溶液置于30‑40℃条件下,继续搅拌反应12‑24h得反应液;(3) 产物分离纯化 将反应液取出,进行抽滤,依次用蒸馏水洗涤多次,直到洗涤液为中性,最后用无水乙醇洗涤两次,得棕黄色沉淀物,然后置于40‑60℃烘箱中干燥10‑12h,最后将该棕黄色沉淀物研磨至粉状备用;(4)水热过程硫化反应 将棕黄色粉末和Na2S•9H2O混合,磁力搅拌器上搅拌分散、溶解,随后超声0.5h之后转移至100mL反应釜,然后在120‑150℃条件下保温10‑12h;(5) 产物处理 待反应自然冷却至室温后,反应物进行抽滤,依次用蒸馏水洗涤多次,直到洗涤液中性为止,然后用无水乙醇洗涤,得黑色沉淀物,然后置于40‑60℃下干燥直到完全烘干,最后将黑色沉淀物研磨至粉状即得催 ...
【技术特征摘要】
1.一种Ni-Fe-Ce三元复合催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)溶液配制及pH调节按比例称取Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O和Ce(NO3)3·6H2O,再加入蒸馏水中,搅拌直到溶解,然后加入碳酸氢钠,继续搅拌溶解得到澄清溶液;接着逐滴加入稀氨水调节溶液的pH值至8.0-8.5;(2)共沉淀反应将此溶液置于30-40℃条件下,继续搅拌反应12-24h得反应液;(3)产物分离纯化将反应液取出,进行抽滤,依次用蒸馏水洗涤多次,直到洗涤液为中性,最后用无水乙醇洗涤两次,得棕黄色沉淀物,然后置于40-60℃烘箱中干燥10-12h,最后将该棕黄色沉淀物研磨至粉状备用;(4)水热过程硫化反应将棕黄色粉末和Na2S•9H2O混合,磁力搅拌器上搅拌分散、溶解,随后超声0.5h之后转移至100mL反应釜,然后在120-150℃条件下...
【专利技术属性】
技术研发人员:雷英,牟红,罗欢,黄仁兴,张丹丹,谢华明,
申请(专利权)人:四川理工学院,
类型:发明
国别省市:四川,51
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