一种铁钴镍铜基高熵合金电解水催化材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁钴镍铜基高熵合金电解水催化材料及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。所述电解水催化材料由反应活性物和载体组成，所述反应活性物铁钴镍铜锡、铁钴镍铜锰、铁钴镍铜钒等铁钴镍铜基高熵合金纳米颗粒，所述载体为静电纺丝法制备的碳纳米纤维材料。本发明专利技术制备出的电解水催化材料具有高比表面积，有利于电解液的扩散和气体的脱附，可在碱性条件下产氢和产氧，大电压下产氢速率远高于20％Pt/C电极。同时碳纳米纤维可以有效保护高熵合金纳米颗粒，使其免受电解液的侵蚀，赋予催化材料良好的稳定性。

A kind of iron cobalt nickel copper base high entropy alloy electrocatalytic material for electrolyzing water and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种铁钴镍铜基高熵合金电解水催化材料及其制备方法
本专利技术涉及一种铁钴镍铜基高熵合金电解水催化材料及其制备方法，属于复合材料制备

技术介绍
能源是人类生存和文明发展的重要物质基础，石油、煤炭、天然气等化石燃料的日益枯竭，迫使人们寻找一种储量丰富的可再生新能源。氢能因其燃烧热值高，燃烧产物无污染，可循环利用等优点，被认为是21世纪最有前途的绿色能源之一，因此，氢能的开发成为新能源领域研究的热点之一。尽管氢是自然界中最普遍的元素(约占宇宙质量的75％)，但它主要以化合物的形态贮存于水中，无法直接使用，因此，实现廉价、高效和大规模的制氢途径是氢能经济发展的前提。矿物燃料制氢、生物质制氢、光催化制氢和电解水制氢目前制氢的主要方法，其中，电解水是实现工业化廉价制备氢气的重要手段，而且制备出的H2和O2纯度高，转化率接近100％。但电催化过程能耗较高，因此需要催化剂来降低阴极过电位。更重要的是，传统工业电催化分解水电极材料主要依赖于贵金属Pt及其氧化物，其价格昂贵、比表面积小、稳定性差，这就导致电催化制氢工业化进程受到限制。因此，研究和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解水催化材料，所述电解水催化材料由反应活性物和载体组成，所述反应活性物为铁钴镍铜基合金纳米颗粒，铁钴镍铜基合金纳米颗粒由铁、钴、镍、铜四种元素和X元素构成，所述X元素为锡、锰、钒中一种或多种元素；所述载体为静电纺丝法制备的碳纳米纤维材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解水催化材料，所述电解水催化材料由反应活性物和载体组成，所述反应活性物为铁钴镍铜基合金纳米颗粒，铁钴镍铜基合金纳米颗粒由铁、钴、镍、铜四种元素和X元素构成，所述X元素为锡、锰、钒中一种或多种元素；所述载体为静电纺丝法制备的碳纳米纤维材料。


2.根据权利要求1所述的电解水催化材料，其特征在于，所述载体上反应活性物的负载量为2-30wt％。


3.根据权利要求1所述的电解水催化材料，其特征在于，所述铁钴镍铜基合金纳米颗粒中铁元素、钴元素、镍元素、铜元素、X元素的含量均为5-35wt％。


4.根据权利要求1所述的电解水催化材料，其特征在于，所述铁钴镍铜基合金纳米颗粒中铁元素、钴元素、镍元素、铜元素、X元素的摩尔比为(1～2)：(1～4)：(1～4)：(1～4)：(1～4)。


5.权利要求1所述的电解水催化材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备含有铁、钴、镍、铜四种元素和锡、锰、钒中一种或多种元素的纳米纤维膜：取元素铁、钴、镍、铜的前驱体，锡、锰、钒中一种或多种元素的前驱体，以及高分子材料一同加入超细碳纤维前驱体溶液中，搅拌均匀，然后采用静电纺丝法对该混合溶液进行纺丝，得到含有铁、钴、镍、铜四种元素和锡、锰、钒中一种或多种元素的纳米纤维膜；
(2)制备碳纳米纤维负载铁钴镍铜基高熵合金纳米颗粒的电催化材料：将步骤(1)中制备好的纳米纤维膜进行煅烧，先以10～30℃/min的升温速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱罕，张颂歌，蔡剑，李会林，杜明亮，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32