一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的方法。该催化剂制备方法包括以下步骤：将MXene、氧化石墨烯(GO)和掺杂剂混合均匀，超声分散；将分散液装入水热釜中高温条件下反应，得到非金属元素掺杂层状MXene/RGO水凝胶；将水凝胶电沉积在金属基底上得到结构可控的三维纳米结构电催化剂。本发明专利技术构造了一种三维层状结构的复合材料，相较于传统的层状氢氧化物(LDH)，MXene/RGO的加入为镍基层状金属氢氧化物(NiX

【技术实现步骤摘要】
一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法


[0001]本专利技术涉及电解水析氢催化剂制备领域，其涉及到一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法。

技术介绍

[0002]近年来，能源危机和环境问题是最重要的两大讨论话题。传统石化燃料的过渡消耗导致了环境污染和全球变暖等严峻问题。因此，迫切需要开发可再生和清洁的替代能源，以维持社会和生态环境的协调与可持续发展。其中，氢气因具有可再生、无温室气体排放和能量密度高等优点而备受关注。电解水制氢法是目前较为简单且无污染的制氢方法，是获取氢能的理想方式。另外，氢气生成与分解过程互为逆过程，这也保证了氢的来源不会断供。因此，只要提供一定的电能，就可以获得氢能。
[0003]然而，在电解水制氢的过程中，一直面临着产氢效率低、生产成本高等问题，这直接导致市场上只有不到5％的氢能来源于电解水法，因此，开发稳定、低成本的高效电极材料是有效的解决方法。
[0004]MXene是一种新型的过渡金属碳化物或氮化物，具有独特的二维结构、良好的稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法，其特征在于：所述镍基金属氢氧化物/MXene/RGO电解水制氢催化剂由MXene/RGO层状材料以及在MXene/RGO衬底上生长的三维层状的镍基LDH纳米片阵列组成，其中镍基LDH为二元NiX
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LDH(X＝Co，Fe，Al，Mn，Ti)或三元NiXY
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LDH(X＝Co，Fe；Y＝Al，Mn)。2.一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：多层MXene的制备；步骤2：少层MXene的制备；步骤3：掺杂态MXene/RGO水凝胶的合成；步骤4：基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂。3.根据权利要求2所述的一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法，其特征在于：所述步骤1中多层MXene的制备中，具体是将MAX粉末加入氢氟酸中在一定温度下搅拌，然后多次离心洗涤并且真空干燥，获得多层MXene粉末；其中，MAX粉末为Ti3AlC2、Ti2AlC、TiNbAlC、V2AlC、Nb2AlC、Ti3AlCN、Ti3SiC2、Ti2SiC、TiNbSiC、V2SiC、Nb2SiC、Nb4SiC3、Ti3SiCN其中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的一种基于Mxene/石墨烯水凝胶电沉积制备镍基层状结构电催化剂的合成方法，其特征在于：氢氟酸质量分数为25％～50％；搅拌温度为30～50℃，搅拌时间为5～50h；真空干燥温度为50～80℃，干燥时间为3～20h。5.根据权利要求2所述的一种基于Mxen...

【专利技术属性】
技术研发人员：史星伟，张亚娟，张锁江，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：