一种双碳耦合过渡金属镍基量子点电催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料、能源技术领域，具体为一种双碳耦合过渡金属镍基量子点电催化剂及其制备方法。采用二维镍基沸石咪唑骨架薄片/氧化石墨烯作为前驱体，通过一步低温裂解法将其原位转化为二维氮掺杂多孔碳包覆的过渡金属镍基量子点/石墨烯异质复合材料。该复合材料形成独特的多孔碳和石墨烯“双碳”耦合金属量子点结构，具有界面作用强、比表面积大、导电性高、氮掺杂和缺陷丰富以及金属量子点均匀分散等特点；作为双功能电催化剂，用于析氢反应和析氧反应时，显示出优异的电催化活性和稳定性；是一种高效、经济的新型全水分解电催化剂。本发明专利技术制备工艺简单，成本低廉，可以实现大规模制备。

【技术实现步骤摘要】
一种双碳耦合过渡金属镍基量子点电催化剂及其制备方法
本专利技术属于材料、能源
，具体涉及一种双碳耦合过渡金属镍基量子点电催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着化石能源的枯竭和环境污染问题的加剧，人们正在寻求新能源以取代传统化石能源。氢能作为一种清洁、可再生能源吸引了全世界研究人员的广泛关注。通过电解水制氢是一种符合可持续发展的实用性技术，其所耗电能可由风力发电，太阳能电池等所提供。电解水反应的核心主要涉及析氢（HER）和析氧（OER）两个半反应，但是由于其过程中涉及到多步的质子/电子耦合转移过程，其反应热力学和动力学较慢，导致在电解水析氢和析氧的过程中需要较高的过电势。为解决这一问题，迫切地需要电催化剂，用于降低反应能垒和提高反应速率。目前，由铂、铱和钌等贵金属所组成的催化剂是电解水产氢产氧最有效的一种电催化剂，但是由于它们在自然界的储备有限，成本较高，难以满足工业化大规模应用。因此，研发高效稳定，价格低廉、储量丰富的电催化剂来替代贵金属催化剂势在必行。而能够同时对析氢和析氧反应进行有效催化的双功能水分解电催化剂可以实现在同一介质中的全分解水反应，极大地降低电极制备成本，简化生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双碳耦合过渡金属镍基量子点复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）采用共沉淀法制备复合氧化石墨烯的二维超薄镍基沸石咪唑骨架薄片前驱体：称取200 ~ 400 mg的六水合硝酸镍溶解在5 ~15 mL的甲醇溶液中，将上述溶液与10~20 mL的氧化石墨烯悬浊液充分混合，搅拌15 ~ 25 min ；将含300~400 mg的2‑甲基咪唑甲醇溶液加入到上述混合液中，在室温下搅拌8 ~ 15 min；随后将混合液转移至高压灭菌器中，放置于170 ~ 190 ℃的恒温箱中，反应4 ~ 8 h，室温冷却，将产物离心分离，用去离子水清洗3~4次；最后将产物置于−55~ −65 ℃的冷冻干...

【技术特征摘要】
1.一种双碳耦合过渡金属镍基量子点复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）采用共沉淀法制备复合氧化石墨烯的二维超薄镍基沸石咪唑骨架薄片前驱体：称取200~400mg的六水合硝酸镍溶解在5~15mL的甲醇溶液中，将上述溶液与10~20mL的氧化石墨烯悬浊液充分混合，搅拌15~25min；将含300~400mg的2-甲基咪唑甲醇溶液加入到上述混合液中，在室温下搅拌8~15min；随后将混合液转移至高压灭菌器中，放置于170~190℃的恒温箱中，反应4~8h，室温冷却，将产物离心分离，用去离子水清洗3~4次；最后将产物置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仁兵，陈子亮，徐鸿彬，哈媛，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31