【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高熵合金，特别是涉及二维高熵合金纳米片及其制备和在电催化氧还原中的应用。
技术介绍
1、随着传统化石燃料过度消费造成的能源危机和环境污染日益加剧，绿色能源转换技术的发展成为迫切需要。氢能是工业应用中的可再生能源之一，可通过电催化剂、水裂解、燃料电池和金属-空气电池来获得。氧还原作为燃料电池阴极反应，涉及中间体复杂，反应动力学缓慢，因此需要合适的阴极氧还原电催化剂来促进氧还原反应过程。
2、目前广泛使用的电催化剂为商业pt/c，商业pt/c中的贵金属含量一般为20％-60％，价格昂贵，并且在恶劣环境中稳定性差，难以长久使用，而大多数非贵金属催化剂的催化性能又低于贵金属基催化剂，因此，电催化剂逐渐向成本低并且催化性能好的方向发展。
3、高熵合金通常由五种或五种以上原子比相等或不相等的元素组成，其无序的原子结构比传统合金更具有吸引力。高熵合金具有较好的物理化学性能和力学性能，如较高的强度、较好的稳定性和耐腐蚀性能，其可作为结构材料使用。高熵合金具有高熵、晶格畸变、缓慢扩散、鸡尾酒效应和高稳定性五种核心效应，当具有多个近等摩尔成分时，能够形成简单的面心立方，体心立方或六方最密堆积相的固溶体，而不是金属间化合物，有利于提高单相结构的构型熵和稳定性。由于高熵合金的多种元素效应，其可以通过利用非贵金属代替贵金属或者调控金属的含量来降低成本。
4、而具有高表面积与体积比和大的催化活性位点的各向异性二维纳米结构在催化领域也引起了越来越多的兴趣。与零维和一维纳米结构相比，二维纳米结构与载体材料的接触
5、并且目前在电催化氧还原反应中常用的催化剂还有铂基催化剂和钯基催化剂，对于铂基催化剂，大多以铂为活性位点，通过加入其它金属来对活性中心铂进行调控。金属钯基催化剂中pd的(111)晶面能强吸附co，阻止了沿[111]方向的生长，导致二维纳米片形貌的形成。综上，构建以pd为活性位点的二维多组元高熵合金纳米片催化剂对电催化氧还原反应是值得研究的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供二维高熵合金纳米片及其制备和在电催化氧还原中的应用，以金属钯作为电催化氧还原反应活性中心的二维高熵合金纳米片可以高活性的促进氧还原反应的发生，并且稳定性好成本低。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种二维高熵合金纳米片，包括pt、pd、fe、co、ni、mo元素，以pd为活性位点、利用co较强的吸附能力形成高熵合金纳米片，各元素原子百分比为：pt:5-50at％，pd:5-50at％，fe:5-50at％，co:5-50at％，ni:5-50at％，mo:5-50at％，且各元素原子百分比总和为100at％。
3、优选的，高熵合金纳米片为二维纳米片结构，二维纳米片的厚度为4nm。
4、一种二维高熵合金纳米片的制备方法，包括以下步骤：
5、s1将铂盐、钯盐、铁盐、钴盐、镍盐、钼盐和还原剂按照等摩尔比加入到有还原溶剂的烧瓶里混合，并超声至溶解；
6、s2将上述溶解后的溶液油浴进行共还原；
7、s3油浴完成后，将得到的样品冷却至室温后进行离心洗涤，洗涤后得到的固体在的烘箱里干燥，干燥得到的固体为结构无序的高熵合金纳米片。
8、优选的，步骤s1中铂盐、钯盐、铁盐、钴盐、镍盐、钼盐分别为乙酰丙酮铂、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、六羰基钼，还原剂为葡萄糖，还原溶剂为油胺。
9、优选的，步骤s2中油浴温度为180℃，油浴的时间为3h。
10、优选的，步骤s3中洗涤用的洗涤剂为环己烷和乙醇的混合溶剂，环己烷：乙醇＝1:9，离心洗涤的次数为三次，干燥的温度为80℃，干燥的时间为12h。
11、一种二维高熵合金纳米片的应用，作为催化剂应用于电催化氧化还原反应。
12、优选的，催化剂为将高熵合金纳米片分散在经过酸化处理的碳载体上制得的，具体包括以下步骤：
13、a1将高熵合金纳米片和酸化处理的碳载体按照催化剂载量为5％分别分散到等体积的环己烷和乙醇中，搅拌12h，将分散均匀后的两个溶液混合；
14、a2将混合后的溶液进行抽滤洗涤，将抽滤后得到的样品进行干燥，将干燥后的样品放到管式炉中进行热处理1-3h，热处理完成后即得产物；
15、a3称取2-5mg产物于1ml离心管中，在离心管中加入950μl异丙醇和50μl nafion，超声30-60min至分散均匀；
16、a4取20μl分散均匀的浆液均匀地转移在旋转环盘电极上作为工作电极进行电催化氧还原性能的测试。
17、优选的，碳载体为xc-72导电碳载体。
18、优选的，步骤a2中热处理的温度范围为250-550℃。
19、优选的，工作电极旋转环盘直径为5mm，面积0.196cm2，碳棒作为对电极，甘汞电极/带盐桥的工作电极做参比电极。
20、优选的，测试所用电解池为五口电解池，电解质溶液为0.1mol/l的高氯酸溶液和氢氧化钾溶液。
21、优选的，电催化测试过程中cv扫速为200mv/s,50mv/s，lsv扫速为10mv/s，极化曲线lsv测试转速分别取625rpm,900rpm,1225rpm,1600rpm,2025rpm。
22、优选的，所有测试都是在ar和o2饱和情况下进行，电压范围为0-1.2v(vs.rhe)。
23、本专利技术提供了一种以金属钯作为电催化氧还原反应活性中心的二维高熵合金纳米片，电催化氧还原催化剂是三个过渡金属feconi和贵金属pt、pd以及六羰基钼还原下来的mo组成的六元高熵合金纳米片高度分散在经过酸化处理的碳球上得到的。其中催化剂贵金属的负载量在0.05-10wt％。
24、本专利技术的有益效果：
25、(1)制备方法简单、成本低廉，制得的催化剂在电催化氧还原过程中具有较好的活性，效率高，较好的四电子选择性的特点，且具有较高的循环稳定性；
26、(2)采用液相还原法实现六种金属趋于形成单相固体溶体，液相还原法温度较低，方法简便，在较低温度下可控合成了多组元(6种)高熵合金。
27、(3)将制得的高熵合金纳米片分散在经过酸化处理的碳载体上制得氧还原催化剂，所制得的催化剂以pd作为氧还原反应的主要活性中心，在合成的过程中较高的混合熵促进了催化剂的稳定，可以高活性的促进氧还原反应的发生。并且，催化剂的稳定性相对于商业铂碳有很大的提升，稳定性测试后形貌保持良好。
28、下面通过附图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二维高熵合金纳米片，其特征在于：包括Pt、Pd、Fe、Co、Ni、Mo元素，各元素原子百分比为：Pt:5-50at％，Pd:5-50at％，Fe:5-50at％，Co:5-50at％，Ni:5-50at％，Mo:5-50at％，且各元素原子百分比总和为100at％。
2.根据权利要求1所述的一种二维高熵合金纳米片，其特征在于：高熵合金纳米片为二维纳米片结构，二维纳米片的厚度为4nm。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种二维高熵合金纳米片的制备方法，其特征在于，通过液相还原法制得，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种二维高熵合金纳米片的制备方法，其特征在于：步骤S1中铂盐、钯盐、铁盐、钴盐、镍盐、钼盐分别为乙酰丙酮铂、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、六羰基钼，还原剂为葡萄糖，还原溶剂为油胺。
5.根据权利要求3所述的一种二维高熵合金纳米片的制备方法，其特征在于：步骤S2中油浴温度为180℃，油浴的时间为3h。
6.根据权利要求3所述的一种二维高熵合金纳米片的制备方法，其特征在于：步骤S
7.一种如权利要求1-2任一项所述的一种二维高熵合金纳米片的应用，其特征在于：作为催化剂应用于电催化氧化还原反应。
8.根据权利要求7所述的一种二维高熵合金纳米片的应用，其特征在于：催化剂为将高熵合金纳米片分散在经过酸化处理的碳载体上制得的，具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种二维高熵合金纳米片的应用，其特征在于：步骤A2中热处理的温度范围为250-550℃。
...【技术特征摘要】
1.一种二维高熵合金纳米片，其特征在于：包括pt、pd、fe、co、ni、mo元素，各元素原子百分比为：pt:5-50at％，pd:5-50at％，fe:5-50at％，co:5-50at％，ni:5-50at％，mo:5-50at％，且各元素原子百分比总和为100at％。
2.根据权利要求1所述的一种二维高熵合金纳米片，其特征在于：高熵合金纳米片为二维纳米片结构，二维纳米片的厚度为4nm。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的一种二维高熵合金纳米片的制备方法，其特征在于，通过液相还原法制得，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种二维高熵合金纳米片的制备方法，其特征在于：步骤s1中铂盐、钯盐、铁盐、钴盐、镍盐、钼盐分别为乙酰丙酮铂、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、六羰基钼，还原剂为葡萄糖，还原溶剂为油胺...
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