一种自支撑催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种自支撑催化剂及其制备方法与应用，所述自支撑催化剂包括泡沫镍基底和负载在所述泡沫镍基底上的Cu2S颗粒，其中，所述Cu2S颗粒呈微米花球状；所述制备方法包括：利用电化学三电极系统，以泡沫镍为工作电极和反应基底，依据铜的氧化还原电位，依次通过恒电位法和循环伏安法分别进行铜离子的还原和铜的硫化，得到所述自支撑催化剂。所述自支撑材料Cu2S@NF作为双功能电催化剂在HER和OER中都表现出优异的催化活性和稳定性，相比其他非贵金属电催化剂具有较大优势，在电解水中具有较好的应用前景。中具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂领域，尤其涉及自支撑催化剂，具体地，涉及一种自支撑催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]现代化经济的发展推动人们对能源需求的日益增加，因此化石能源枯竭与环境污染等问题日益严峻。开发可持续的清洁能源，是缓解媒、石油和天然气等一次能源大量使用带来的能源危机和环境问题的重要手段。氢气具有能量密度高(120
‑
140MJ/kg)、生产成本低、无污染等特点，是最具前景的清洁能源之一，也是未来获取能量的理想途经，然而研发获取氢燃料所需的技术面临诸多困难。
[0003]电催化全解水是一种绿色且高效的大规模制备氢气的方法，该系统由析氢反应(HER)和析氧反应(OER)两个半反应组成。驱动HER的过电位通常小于100mV，而OER却需要更高的过电位(>300mV)。目前，Pt金属和Ir/RuO
x
分别是HER和OER的基准电催化剂。然而，基准电催化剂在电解槽中的实际应用存在工作条件不匹配的问题，同时传统贵金属电催化材料还具有成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自支撑催化剂，包括泡沫镍基底和负载在所述泡沫镍基底上的Cu2S颗粒，其中，所述Cu2S颗粒呈微米花球状。2.根据权利要求1所述的自支撑催化剂，其特征在于，所述Cu2S颗粒的平均粒径为5
±
3μm。3.一种自支撑催化剂的制备方法，优选用于权利要求1或2所述自支撑催化剂的制备，包括：利用电化学三电极系统，以泡沫镍为工作电极和反应基底，依据铜的氧化还原电位，依次通过恒电位法和循环伏安法分别进行铜离子的还原和铜的硫化，得到所述自支撑催化剂。4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤1、Cu
2+
还原电位的确定：利用电化学三电极系统，将工作电极泡沫镍、参比电极和对电极浸入含有铜离子的电解质溶液中，采用电化学循环伏安法在负电压范围内进行扫描，确定Cu
2+
的还原峰为a；步骤2、Cu@NF的电化学制备：在步骤1的电化学系统中，采用恒电位法，以(a
±
0.2)、优选(a
±
0.1)为应用电位进行恒电位处理，得到Cu@NF；步骤3、Cu2S@NF的电化学制备：将步骤2得到的Cu@NF作为工作电极浸入含有含硫无机物的电解质溶液中，采用循环伏安法进行扫描，获得Cu的硫化电位为b；在(b
±
0.5)、优选(b
±
0.3)的电压范围内进行循环伏安扫描，实现Cu的硫化处理，获得Cu2S@NF自支撑催化剂。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，在步骤1之前进行泡沫镍的预处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾鑫，赵婉君，李国同，李楠，焦清介，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：