一种Ni-Fe双原子电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种Ni‑Fe双原子电催化剂及其制备方法和应用。技术方案是：一种Ni‑Fe双原子电催化剂，所述催化剂为以金属镍前驱体和金属铁前驱体与氧化石墨烯进行吸附和水热自组装，通过两步化学气相沉积制备而成的氮/氧原子锚定的Ni‑Fe双原子电催化剂，且金属原子配位不饱和。所述催化剂含有以下质量份数的组分：Ni：0.1‑1.0份，Fe：0.1‑1.0份，C：87‑94份，N：2‑6份，O：3‑8份。本发明专利技术以氮掺杂石墨烯为载体，通过与Ni‑Fe原子相互作用防止双金属物种的聚集，形成稳定并分散良好的Ni‑Fe双原子催化剂，该催化剂具有优异的二氧化碳电化学还原性能，其活性高、选择性强、性能稳定，表现出比单一原子催化剂更优异的催化活性和选择性，且活性位点的配位环境可以调控。

A Ni Fe diatomic electrocatalyst and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种Ni-Fe双原子电催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于电化学还原催化剂领域，具体涉及一种Ni-Fe双原子电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
二氧化碳是常见的温室气体，同时也是一种丰富的碳源，如何能将其资源化利用是维持可持续发展面临的巨大挑战之一。二氧化碳的电化学还原(CO2RR)是二氧化碳转换的一个重要的过程，可在温和的反应条件下将二氧化碳一步转化为一氧化碳、甲酸和醇类等高附加值燃料及化学品，实现二氧化碳的高效转化。但是，二氧化碳是一种相对较稳定的小分子，其电催化还原反应需较高的负电势来驱动。同时，有几个质子伴随着多电子的转移过程也需要相似的电势，导致产物选择性控制变得非常困难。而且传统催化剂使用金、银或铂等贵金属严重阻碍了电催化二氧化碳还原的应用。因此，需要开发高效、高选择性和廉价的过渡金属催化剂，其中过渡金属镍、铁、钴受到广泛关注。将催化剂的活性物种从颗粒降低到原子尺度可有效提高催化剂的性能，一方面能够实现最大化的原子利用率和活性位点的充分暴露，提高活性位点的数量；另一方面能够利用单原子和载体之间增强的相互作用和电荷转移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni-Fe双原子电催化剂，其特征在于：所述催化剂为以金属镍前驱体和金属铁前驱体与氧化石墨烯进行吸附和水热自组装，再通过两步化学气相沉积制备而成的氮/氧原子锚定的Ni-Fe双原子电催化剂，且金属原子配位不饱和。/n

【技术特征摘要】
1.一种Ni-Fe双原子电催化剂，其特征在于：所述催化剂为以金属镍前驱体和金属铁前驱体与氧化石墨烯进行吸附和水热自组装，再通过两步化学气相沉积制备而成的氮/氧原子锚定的Ni-Fe双原子电催化剂，且金属原子配位不饱和。


2.根据权利要求1所述的一种Ni-Fe双原子电催化剂，其特征在于：所述催化剂含有以下质量份数的组分：
Ni：0.1-1.0份，Fe：0.1-1.0份，C：87-94份，N：2-6份，O：3-8份。


3.根据权利要求1所述的一种Ni-Fe双原子电催化剂，所述金属镍前驱体为六水氯化镍，所述金属铁前驱体为为九水硝酸铁。


4.权利要求1-3所述的一种Ni-Fe双原子电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，超声2-8h，制得浓度为1-5mg/mL的均匀悬浮液，记为分散液A；
(2)将六水氯化镍和九水硝酸铁溶液加入分散液A中，超声分散1-4h，置于水热釜中加热反应，反应温度为140-220℃，反应时间为10-16h，将得到的反应产物在冷冻...

【专利技术属性】
技术研发人员：范修军，何强，张献明，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14