一种铈掺杂硫化镍催化剂的制备方法及其电化学应用技术

本发明专利技术是以碳布为基底制备铈掺杂硫化镍催化剂，并研究该催化剂在析氧及尿素氧化反应方面的应用。首先通过水热法以硝酸镍、硝酸铈、尿素和氟化铵为原料在碳布上合成铈掺杂的氢氧化镍前驱体，然后利用高温可控热处理的方法掺入硫元素，合成了一种高效且稳定的铈掺杂硫化镍电催化剂。该催化剂的电化学性能优良，析氧及尿素氧化反应运行电压低，塔菲尔斜率小，析氧反应仅需1.40 V就可达到10 mA/cm2的电流密度，塔菲尔斜率为40.2 mV/dec；尿素氧化反应仅需1.28 V就可达到10 mA/cm2的电流密度，塔菲尔斜率为58.3 mV/dec。该催化剂可重复上千次使用，性能仍保持稳定，说明长期稳定性好，因此在电化学相关领域有很好的推广应用前景。此在电化学相关领域有很好的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种铈掺杂硫化镍催化剂的制备方法及其电化学应用


[0001]本专利技术属于电催化纳米材料领域，具体涉及一种铈掺杂硫化镍电催化材料的制备方法及其在电解水和尿素电氧化反应中的应用。

技术介绍

[0002]电催化氧析出反应（OER）在许多可再生能源转换和存储装置中发挥着相当大的作用，如直接燃料电池、制氢装置、金属空气电池等都有应用。然而，这些能源转化装置的效率受到OER缓慢的动力学步骤的极大限制。与OER（1.23 V）的高热力学势相比，尿素氧化反应（UOR, CO(NH2)
2 + 6OH
‑
ꢀ→ꢀ
N
2 + 5 H2O + CO
2 + 6e
‑
）具有极低的热力学势垒（0.37 V），是替代OER理想的反应，并在新型能源转化器件中作为阳极反应。然而，UOR的顺利运行需要额外的能量来克服其多电子转移途径和复杂的反应中间体形成/解吸过程造成的反应障碍。因此，提高反应速率，降低中间体活化能，通过优化合成策略，设计合成性能优异的OER和UOR电催化剂具有重要的现实意义。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铈掺杂硫化镍催化剂的制备方法及其电化学应用，其特征是：铈掺杂硫化镍催化剂的前驱体的制备方法中反应物的质量比为，硝酸镍：硝酸铈：尿素：氟化铵 = 1 : 0.299 : 1.032 : 0.619。2.一种铈掺杂硫化镍催化剂的制备方法及其电化学应用，其特征是：铈掺杂硫化镍催化剂的前驱体的制备方法中的溶剂是去离子水，溶解 0.2908 g 硝酸镍的用水量为 5 mL，溶解 0.0868 g 硝酸铈的用水量为 5 mL，溶解 0.3 g 尿素的用水量为 5 mL，溶解 0.18 g 氟化铵的用水量为 5 mL。3.一种铈掺杂硫化镍催化剂的制备方法及其电化学应用，其特征是：铈掺杂硫化镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛辉，田碧莹，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：