The invention relates to the preparation of an array structure transition metal selenide electrode and its application in electrolytic water, belonging to the technical field of electrode. In the first step, the nickel substrate was optimized by simple pretreatment. In the second step, the metal-organic matrix (Mn/Fe/Co/Ni/Cu_MOF) nanoarrays were uniformly grown on the surface of the nickel substrate to obtain the NF_MOFs materials. In the third step, the NF_MxSey nanoarrays electrode materials were prepared by in-situ selenization on the surface of the MOFs nanoarrays. As an electrolytic water electrode, NF_MxSey has low starting point, high current density, excellent electrocatalytic water decomposition performance and high stability. It can be used in new energy storage and conversion devices such as electrolytic water.
【技术实现步骤摘要】
一种阵列结构过渡金属硒化物电极的制备及其在电解水中的应用
本专利技术属于转换新能源存储于转换领域电催化开发
技术涉及金属有机骨架材料(MOFs)构筑及其为模板硒化衍生制备阵列结构过渡金属硒化物(NF-MxSey)电极。
技术介绍
随着工业生产的快速发展和人口的不断增加,以煤、石油、天然气为主要代表的化石燃料在近几十年被大量消耗,同时造成不可避免的环境污染和能源短缺。因此,寻找一种清洁的可再生能源越来越成为当今时代发展需求。在众多材料中,氢气作为一种绿色环保、高效、富含能量的清洁能源,是未来有潜力的化石能源的替代品。可再生的特点可以很好解决能源危机与环境危机两大问题。除可以作为清洁能源使用,氢气在石油、化工等行业也有重要应用,如氢气作为原材料工业和成氨等。目前,氢气制备方法已发展很多种,电解水与众多方法相比具有成本低、高产率、高纯度、无污染等优势;同时,阳极产生的氧气也可以作为良好的资源应用到医学等领域,有巨大的能源效益和经济效益,因此,电解水制氢法很可能成为未来制氢工业的核心方法。电解水包含两个半电池反应,分别为阴极析氢反应(HydrogenEvolutionReaction,HER)和阳极析氧反应(OxygenEvolutionReaction,OER)。由于OER反应动力学较为迟滞,为了加快反应进行,催化剂经常被引入到这个半电池反应中,在反应过程中,能量消耗和产氢效率与催化剂材料密切相关,所以研究并开发出一种新型高效电解水催化剂对于电解水转换新能源过程来说意义重大。金属有机骨架材料(Metal-organicframeworks,MOFs)系由 ...
【技术保护点】
1.一种阵列结构过渡金属硒化物电极材料,其特征在于,过渡金属硒化物以阵列结构的形式生长在镍片(NF)基底上。
【技术特征摘要】
1.一种阵列结构过渡金属硒化物电极材料,其特征在于,过渡金属硒化物以阵列结构的形式生长在镍片(NF)基底上。2.按照权利要求1所述的一种阵列结构过渡金属硒化物电极材料,其特征在于,过渡金属硒化物的过渡金属优选为:锰、铁、钴、镍、铜等中的一种或几种。3.按照权利要求1所述的一种阵列结构过渡金属硒化物电极材料,其特征在于,过渡金属硒化物为纳米棒或/和片状结构;垂直镍片(NF)生长。4.制备权利要求1-3任一项所述的一种阵列结构过渡金属硒化物电极材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:主要分为三步:第一步对镍片(NF)基底简单预处理;第二步在镍片基底表面原位均匀生长过渡金属有机骨架材料阵列,获得NF-MOFs材料;第三步在MOFs纳米棒或/和片表面原位硒化,最终制得阵列结构过渡金属硒化物电极材料。5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:第一步依次用盐酸、丙酮、乙醇和水分别对镍片(NF)基底进行超声预处理;将镍片放入盐酸中,盐酸浓度4-8M,超声处理10-15分钟后停止;丙酮、乙醇和水均分别采取相同超声处理方式;第二步通过水热法在NF基底上生长MOFs纳米棒/片;将第一步预处理后的NF浸入母液B中进行水热反应,母液B是2,...
【专利技术属性】
技术研发人员:李建荣,刘名乘,豆义波,谢亚勃,魏欣,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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