用于电解水析氧反应的微量铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于电解水析氧反应的微量铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂，该催化剂中铁元素仅占铁、硫、镍三种元素总摩尔量的0.5％～3％。催化剂是以含有氯化镍、氯化亚铁、硫代硫酸钠、硫脲、PEG‑1000和硼酸的水溶液为电沉积液，通过一步电沉积法制备。其中，硫代硫酸钠和硫脲共同作为催化剂的硫源，PEG‑1000作为表面活性剂，硼酸作为pH缓冲液。本发明专利技术制备的催化剂具有纳米片状结构，微量铁(III)离子的掺入极大的提高了二硫化三镍催化剂在析氧反应中的催化活性，使其具有很低的析氧过电势，可作为高效、低成本、无贵金属使用的电解水析氧反应催化剂。

Nickel Disulfide Catalyst Doped with Trace Iron (III) Ions for Oxygen Evolution from Electrolytic Water

The invention discloses a micro iron (III) Ion Doped Nickel disulfide catalyst for oxygen evolution reaction of electrolytic water. The iron element in the catalyst only accounts for 0.5%~3% of the total molar amount of iron, sulfur and nickel. The catalyst was prepared by one-step electrodeposition from aqueous solution containing nickel chloride, ferrous chloride, sodium thiosulfate, thiourea, PEG 1000 and boric acid. Among them, sodium thiosulfate and thiourea are used as sulfur source of catalyst, PEG 1000 as surfactant and boric acid as pH buffer. The catalyst prepared by the invention has a nano-flake structure, and the doping of trace iron (III) ions greatly improves the catalytic activity of the nickel disulfide catalyst in the oxygen evolution reaction, so that it has a low oxygen evolution overpotential and can be used as an electrolytic water oxidation reaction catalyst with high efficiency, low cost and no noble metal.

【技术实现步骤摘要】
用于电解水析氧反应的微量铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂
本专利技术属于电解水制备氧气、氢气催化电极材料
，具体涉及一种用于电解水析氧反应的微量铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂。
技术介绍
氢气是一种环保、绿色的能源，通过光催化或电催化分解水制备氢气是目前将间歇式的可持续能源，如太阳能、风能等进行大规模存储的有效方式。电催化分解水由析氢反应和析氧反应两个半反应组成，理论上只需要1.23V电压就可以发生，但是实际由于产生过电势，所加的电压为1.8～2.0V，远高于理论电压。工业上普遍采用贵金属及其氧化物如氧化钌或氧化铱等作为催化剂来降低析氧反应的过电势。由于上述催化剂储量少、成本高，不利于大规模工业应用。近几年来，科研人员集中研究价格低廉而储量丰富的非贵金属，发现Ni、Fe、Co等过渡金属元素的合金及其氧化物、氢氧化物、磷化物、硫化物、硒化物，以及碳化物、氮化物等具有良好的电催化活性。有文献已经报道过含铁的镍基硫化物催化剂具有较好的催化活性，但其制备方法主要为水热法，所需反应温度较高，反应时间较长，且很难控制沉积在基板上的量。并且文献报道的催化剂中，铁元素的含量很高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电解水析氧反应的微量铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂，其特征在于：该催化剂中铁元素占铁、硫、镍三种元素总摩尔量的0.5％～3％，它由下述方法制备得到：(1)将下述质量百分配比的原料混合均匀，加入盐酸控制体系的pH值为3～5，制备成电沉积液；

【技术特征摘要】
1.一种用于电解水析氧反应的微量铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂，其特征在于：该催化剂中铁元素占铁、硫、镍三种元素总摩尔量的0.5％～3％，它由下述方法制备得到：(1)将下述质量百分配比的原料混合均匀，加入盐酸控制体系的pH值为3～5，制备成电沉积液；(2)以金属或泡沫镍为工作电极，放入步骤(1)制备的电沉积液中，在扫描范围为-0.8V～-0.2V、扫描速率为5～50mV/s、循环次数为5～80次条件下，通过循环伏安法在工作电极上沉积铁(III)离子掺杂的二硫化三镍催化剂。2.根据权利要求1所述的用于电解水析氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增林，王丽媛，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61