一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法技术

一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法，它涉及一种纳米结构电催化剂的制备方法。本发明专利技术要解决现有纳米结构电催化电极材料合成周期长、工艺复杂、不易在室温下合成，电催化活性及稳定性不佳的问题。方法：一、活性物质预处理；二、形成液膜；三、对前驱体施加气氛。本发明专利技术用于快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种纳米结构电催化剂的制备方法。
技术介绍
电催化水制高纯氢气是发展氢能经济的必要条件。而电催化剂由于能够降低极化引起的过电位，提高转换效率，是整个水分解装置的核心部件之一。因此克服电解水析氢半反应(HER)以及析氧半反应(OER)在低过电位下动力学迟缓问题，设计高活性以及高稳定性的电催化剂引起了广泛关注。以Pt、Ir和Ru为代表的常用贵金属电催化剂表现出优异的电化学性能，但是其稀缺性以及高昂的价格限制了该材料体系的大规模的应用。因此发展低成本且可替代的高催化活性非贵金属电催化剂是推动氢能产业快速发展的关键。近年来，包括过渡金属氧化物、硫化物、氮化物、碳化物以及硼化物等在内的各种过渡金属衍生电催化剂得到了广泛的探索与开发。但是合成这些电催化剂的工艺方法，如高温煅烧法、水热或溶剂热法、气相沉积法以及电化学沉积法等大多具有合成周期长，工艺步骤复杂，反应条件苛刻，不易在室温下合成，产生有毒废物，消耗大量能源等限制条件，并且其电催化活性及稳定性仍无法满足商业化推广要求。因此仍然需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：/n一、活性物质预处理：/n将活性物质与水混合，得到混合溶液，然后对混合溶液进行超声振动，得到活性物质溶液；/n所述的混合溶液的浓度为0.005mol/L～0.8mol/L；/n二、形成液膜：/n将活性物质溶液均匀滴覆在预处理后的前驱体上，使活性物质溶液在前驱体表面形成液膜，得到表面覆有液膜的前驱体；/n三、对前驱体施加气氛：/n①、将表面覆有液膜的前驱体置于管式炉炉膛内；/n②、室温下，关闭进气阀，打开抽气阀，用抽气泵将管内气压抽至0.1torr～10torr，然后关闭抽气阀，打开进气阀，通入保护气体，所述...

【技术特征摘要】
1.一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
一、活性物质预处理：
将活性物质与水混合，得到混合溶液，然后对混合溶液进行超声振动，得到活性物质溶液；
所述的混合溶液的浓度为0.005mol/L～0.8mol/L；
二、形成液膜：
将活性物质溶液均匀滴覆在预处理后的前驱体上，使活性物质溶液在前驱体表面形成液膜，得到表面覆有液膜的前驱体；
三、对前驱体施加气氛：
①、将表面覆有液膜的前驱体置于管式炉炉膛内；
②、室温下，关闭进气阀，打开抽气阀，用抽气泵将管内气压抽至0.1torr～10torr，然后关闭抽气阀，打开进气阀，通入保护气体，所述的保护气体流量为10sccm～200sccm，直至气压为100torr～700torr；
所述的保护气体为氧气或氧气与其他气体的混合；
③、重复步骤三②1次～3次直至前驱体在保护气体环境中保持5min～60min；
④、施加气氛后，取出并清洗干燥，即完成快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法。


2.根据权利要求1所述的一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中所述的预处理后的前驱体具体是按以下步骤制备的：将前驱体依次用0.1mol/L～5mol/L的HCl溶液、去离子水及无水乙醇清洗，每次清洗0.5min～5min。


3.根据权利要求2所述的一种快速低耗能的自支撑纳米结构电催化剂的制备方法，其特征在于所述的前驱体为过渡族金属材料。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓航，黄柯柯，闫耀天，杨雅倩，隋解和，蔡伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23