一种柔性纳米多孔/非晶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种用于电解水制氢的柔性纳米多孔/非晶复合材料及其制备方法。所述的复合材料以Ni‑Zr‑Ti‑(Pt,Au,Pd)非晶合金丝材或薄带作为前驱体，通过表面脱合金化选择性去除Zr，Ti元素而制备得到。该纳米复合材料兼具高比表面积的双连续纳米多孔结构和非晶态基体层，同时具有良好的机械柔性，可180°任意弯曲。该复合材料直接用于电解水析氢电极表现出优异的析氢电催化活性，性能明显优于10wt％商业Pt/C催化剂。它不仅可以解决目前块体纳米多孔电催化材料普遍存在的脆性问题，也可以克服传统非晶块体、带材比表面积不高而导致催化活性不足等缺点，在高性能电解水制氢电极器件方面具有很大的应用前景。

A flexible nano porous / amorphous composite material and its preparation method

The invention provides a flexible nanoporous/amorphous composite material for hydrogen production by electrolytic water and a preparation method thereof. The composite material is prepared by selective removal of Zr and Ti elements on the surface of the amorphous Ni_Zr_Ti (Pt, Au, Pd) alloy wire or thin strip as the precursor. The nanocomposites possess high specific surface area, double continuous nanoporous structure and amorphous matrix layer, and have good mechanical flexibility and can be bent arbitrarily at 180 degrees. The composite material has excellent electrocatalytic activity for hydrogen evolution, and its performance is better than that of 10wt% commercial Pt / C catalyst. It can not only solve the brittleness problem of bulk nano-porous electrocatalytic materials, but also overcome the shortcomings of traditional amorphous bulk, low specific surface area of strip and lead to inadequate catalytic activity. It has a great application prospect in high performance electrolytic water hydrogen electrode devices.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性纳米多孔/非晶复合材料及其制备方法
本专利技术属于清洁可持续能源制备应用领域，特别涉及一种用于电解水制氢的柔性纳米多孔/非晶复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着世界能源危机的加剧，开发新能源已经迫在眉睫。在众多新能源中，氢能作为一种高效清洁的能源在21世纪得到了广泛关注和应用。电解水析氢反应(HER：hydrogenevolutionreaction)是实现工业化廉价制备氢气的重要手段。目前用于HER的电极材料普遍存在价格昂贵、比表面积低、电催化活性不高等缺点，导致电解电极析氢电位过高，能耗过大，严重制约了电解水法制氢技术的发展。为减小阴极过电位，降低能耗，开发具有高HER催化活性的阴极析氢材料具有重要的科学意义和实际应用价值。近年来，利用脱合金化法制备的纳米多孔金属作为一类新兴的纳米结构功能材料，由于它具有高表面积、低密度、高通透性、高导电导热性、结构灵活可调等特点，显示出了一系列独特的力学、物理和化学性能，有望在催化、传感、能源等领域得到广泛的应用。其中，纳米多孔金属在水解制氢方面的应用也受到研究者的广泛关注，各种纳米多孔金属(尤其是Pt,Au,Pd等贵金属)材料均表现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种的柔性纳米多孔/非晶复合材料，其特征在于，该复合材料由高比表面积的双连续纳米多孔层和非晶基体层组成，形成纳米多孔活性层覆盖非晶基体的纳米复合结构；所述复合材料的纳米多孔层厚度在200～500nm范围，内部孔径尺寸为5～10nm。

【技术特征摘要】
1.一种的柔性纳米多孔/非晶复合材料，其特征在于，该复合材料由高比表面积的双连续纳米多孔层和非晶基体层组成，形成纳米多孔活性层覆盖非晶基体的纳米复合结构；所述复合材料的纳米多孔层厚度在200～500nm范围，内部孔径尺寸为5～10nm。2.根据权利要求1所述的柔性纳米多孔/非晶复合材料，其特征在于，所述的纳米多孔/非晶复合材料保持良好的机械柔性，能180°任意弯曲，易于制备柔性电极器件。3.根据权利要求1所述的柔性纳米多孔/非晶复合材料，其特征在于，所述的纳米多孔/非晶复合材料能直接用于电解水制氢的阴极电极，表现出优异的析氢电催化活性：Tafel斜率低至30mV/dec，10mA/cm2电流密度下的过电位为～60mV，明显优于同条件下的10wt％商业Pt/C催化剂。4.一种如权利要求1-3所述柔性纳米多孔/非晶复合材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：1)选择具有较高玻璃形成能力的非晶合金成分，采用熔体甩出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雄军，李睿，吕昭平，王辉，吴渊，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11