一种多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法技术

技术编号:29126790 阅读:32 留言:0更新日期:2021-07-02 22:21
本发明专利技术属于电催化应用技术领域,涉及一种多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法,该方法利用熔体金属与预合金组元之间混合焓差异,将熔炼的高熵预合金置于熔融金属M中,熔融金属M选择性地与预合金中混合焓为负的元素发生反应,形成富M和贫M的多相组织;再利用酸性溶液选择性去除合金中较活泼的富M相,剩余组分通过扩散形成三维双连续的、具有多级孔结构的高熵合金,大孔尺寸为500纳米到2微米,小孔尺寸为40‑200纳米。在降低成本的同时,通多主元过渡族金属之间的协同效应和多级孔结构可大大提高材料的电解水产氧性能,在10mA cm

【技术实现步骤摘要】
一种多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法
:本专利技术属于多级孔高熵合金电极材料在电催化应用
,尤其涉及一种多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法。
技术介绍
:随着工业社会的发展,社会能源危机和环境问题日益严峻,清洁能源的获取技术显得愈发重要。氢能作为公认的绿色清洁能源,具有高效、无污染、易储运等特点,被誉为21世纪最具有发展前景的可再生能源,得到了世界各国的广泛关注。在各种制氢技术中,电解水制氢具有产品纯度高、工艺简单、绿色可循环等优点,被认为是未来通向“氢经济”的最佳途径。然而,电解水制氢面临的催化剂成本高、反应效率低、电能消耗大等问题,严重限制了它的大规模应用。因此,研发廉价、高效的新型电催化材料是实现电解水制氢技术工业应用的关键,对于促进氢能的开发和利用、缓解能源危机具有重要的现实意义。电解水反应包括两个半反应:阴极发生析氢反应(HydrogenEvolutionReaction,HER)和阳极发生析氧反应(OxygenEvolutionReaction,OER)。相对于两电子的HER过程,阳极的四电子OER过程具有较高的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法,其特征在于,该制备方法利用熔体金属与预合金组元之间混合焓差异,将熔炼的多主元过渡族预合金置于熔融的熔体金属M中,熔融的熔体金属M选择性地与预合金中混合焓为负的元素进行反应,形成具有富M和贫M的多相合金组织;最后去除合金中较活泼的富M相,剩余组分通过扩散、自组装形成均匀三维双连续的、具有多级孔结构特征多级孔高熵合金电解水催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法,其特征在于,该制备方法利用熔体金属与预合金组元之间混合焓差异,将熔炼的多主元过渡族预合金置于熔融的熔体金属M中,熔融的熔体金属M选择性地与预合金中混合焓为负的元素进行反应,形成具有富M和贫M的多相合金组织;最后去除合金中较活泼的富M相,剩余组分通过扩散、自组装形成均匀三维双连续的、具有多级孔结构特征多级孔高熵合金电解水催化剂。


2.根据权利要求1所述的多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1)按照设计成份选取过渡族金属,熔炼后得到过渡族高熵预合金锭,
S2)将熔融的熔体金属M置于反应容器中,将S1)得到过渡族高熵预合金锭置于熔体金属M中,静置一段时间冷却后,得到合金锭,
S3)将S2)合金锭置于酸性溶液中进行脱合金,去除较活泼的富M相,剩余组分通过扩散形成均匀三维双连续的、具有多级孔结构特征的多级孔高熵合金电解水催化剂。


3.根据权利要求2所述的多级孔高熵合金电解水催化剂的制备方法,其特征在于,所述S1)中的过渡族金属的化学通式为(Fex1Cox2Ax3)Ny,其中,A为Ni,Cr,Mn,Cu,Zn,Al,Zr,Nb,Mo,Ti中2-4中元素,N为Ni,Cr,Mn,Cu,Zn,Al,Zr,Nb,Mo或Ti,且A与N不同,
x1,x2和x3的数值取值范围...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘雄军王晶李志斌高瑞樱王辉吴渊吕昭平
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1