【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电催化，特别涉及一种具有nite/ni2p异质结构的海水电解析氧反应电催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、氢具有能量密度高(142mj kg-1)、低排放、环保等优点，被认为是最有前途的化石燃料替代品之一。电化学水分解(electrochemical water splitting，ews)是一种很有前途的制氢技术。然而，如果大量的淡水被用于ews，也必然会加剧淡水资源的短缺。从这个角度来看，海水电解具有资源丰富、易于与海洋相关的可再生能源技术相结合等优点，具有很大的吸引力。不幸的是，到目前为止，由于缺乏高效、稳定和低成本的阳极析氧反应(oer)催化剂，直接电解海水来实现大规模制氢仍然具有挑战性。特别是海水中存在大量氯离子(～0.5m)。这些氯离子在海水分裂过程中不仅与oh-竞争，而且会加剧电极(包括oer催化剂和衬底)的腐蚀，导致法拉第效率(fe)低，稳定性差。因此，探索高活性、高稳定性和低成本的oer催化剂是实现电解海水制氢的关键，但也是一项艰巨的挑战。
2、金属硫族化合物具有丰富的来源、良好的导电性和显著的催化活性等优点，是很有前途的oer催化剂。与其他硫族化合物相比，碲化物具有优异的导电性、较低的电负性和较大的原子尺寸，是很有潜力的催化剂。然而，目前为止，金属碲化物的oer性能还难以满足实际应用的需求，尤其是其在oer强氧化性环境下的热力学不稳定性，使得目前对碲化物oer催化剂的研究还很少。
3、由于催化剂的性能和稳定性都与催化剂的表面性质密切相关，调控催化剂的表面性质可以优化催化剂
4、min等人合成了一种由nife层状双氢氧化物(ldh)衍生的具有丰富磷空位的fe掺杂ni2p纳米粒子。该催化剂虽然在小电流下对oer表现出优异的电催化活性和良好的稳定性(10macm-2)，但在大电流下的催化活性和稳定性较差(jiec 122(2023)118-126)。
5、中国专利cn110257859b公开了一种co2p/ni2p/al2o3/nf多级结构复合电极及其制备方法，所述催化剂是一种以泡沫镍为基底生长的三元复合纳米片高效电催化剂，用于双功能电解水制氢和制氧，但该方法的制备工艺复杂，且并没有进一步说明其对海水中的氧析出反应催化作用。
6、虽然人们在海水电解析氧反应催化剂方面做了许多努力，但是现有催化剂仍存在制备技术复杂、成本高、催化剂活性及稳定性较差、不利于工业化生产等问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有nite/ni2p异质结构的海水电解析氧反应电催化剂及其制备方法，制备的催化剂具有均匀的纳米阵列结构，并且在碱性海水中具有优异的析氧反应催化活性和稳定性，制备方法简单、经济、环保、适用于大规模生产。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、一种具有nite/ni2p异质结构的海水电解析氧反应电催化剂的制备方法，包括：以泡沫镍(nf)为基底，以亚碲酸钠(na2teo3)为原料，采用一步水热法在nf上生长均匀的nite纳米阵列，然后通过磷化过程形成nite/ni2p异质结催化剂。
4、优选地，一步水热法的反应温度为160～200℃，反应时间为18～36h。
5、更优选地，一步水热法具体包括：将亚碲酸钠溶解于去离子水中，在连续搅拌下加入还原剂，之后将溶液转移到高压反应釜中，并加入一块预清洁的泡沫镍，密封后进行水热反应，经过水洗和过夜真空干燥，得到nf负载的nite纳米阵列。
6、更优选地，所述还原剂包括但不限于水合肼，甲酸，甲醛，甲醇等。
7、更优选地，所述亚碲酸钠的用量为0.25～1mmol亚碲酸钠/cm2泡沫镍。
8、更优选地，所述亚碲酸钠的物质的量浓度为0.1～0.4m；和/或所述还原剂和去离子水的体积比为1:1～1:3。
9、更优选地，所述泡沫镍采用丙酮、hcl和去离子水预清洁。
10、优选地，所述磷化过程包括：将得到的nite纳米阵列在含磷源的惰性气氛中进行热处理，自然冷却后得到催化剂。
11、优选地，热处理过程中，控制升温速度为1～10℃/min，温度为250～450℃，恒温热处理时间为0.5～2h。
12、优选地，所述磷源包括但不限于三苯基膦，红磷，黑磷，次磷酸钠等。
13、一种具有nite/ni2p异质结构的海水电解析氧反应电催化剂，由上述的任一制备方法制备而成。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
15、(1)本专利技术提出了一种具有nite/ni2p异质结构的海水电解析氧反应电催化剂的制备方法。相较于传统制备方法，该方法制备过程简单，操作简便、产率高，可实现催化剂规模化生产和制备，能够有效降低催化剂的工业化成本；
16、(2)本专利技术提出的nite和ni2p之间的异质结构和强相互作用，使得催化剂在海水分裂过程中对析氧反应具有优异的催化性能。
17、(3)本专利技术所制得的催化剂由于磷掺杂导致催化剂的表面负电荷增多，从而使的cl-排斥能力增强，在海水中具有良好的稳定性。
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1.一种具有NiTe/Ni2P异质结构的海水电解析氧反应电催化剂的制备方法，包括：以泡沫镍NF为基底，以亚碲酸钠Na2TeO3为原料，采用一步水热法在NF上生长均匀的NiTe纳米阵列，然后通过磷化过程形成NiTe/Ni2P异质结催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，一步水热法的反应温度为160～200℃，反应时间为18～36h。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，一步水热法具体包括：将亚碲酸钠溶解于去离子水中，在连续搅拌下加入还原剂，之后将混合后的溶液转移到高压反应釜中，并加入一块预清洁的泡沫镍，密封后进行水热反应，经过水洗和过夜真空干燥，得到NF负载的NiTe纳米阵列。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括水合肼，甲酸，甲醛，甲醇。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述亚碲酸钠的用量为0.25～1mmol亚碲酸钠/cm2泡沫镍。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述亚碲酸钠的物质的量浓度为0.1～0.4M；和/或所述还原剂和去离子水的体积
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷化过程包括：将得到的NiTe纳米阵列在含磷源的惰性气氛中进行热处理，自然冷却后得到催化剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，热处理过程中，控制升温速度为1～10℃/min，温度为250～450℃，恒温热处理时间为0.5～2h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述磷源包括三苯基膦，红磷，黑磷，次磷酸钠。
10.一种具有NiTe/Ni2P异质结构的海水电解析氧反应电催化剂，由权利要求1～9任意一项所述的制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种具有nite/ni2p异质结构的海水电解析氧反应电催化剂的制备方法，包括：以泡沫镍nf为基底，以亚碲酸钠na2teo3为原料，采用一步水热法在nf上生长均匀的nite纳米阵列，然后通过磷化过程形成nite/ni2p异质结催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，一步水热法的反应温度为160～200℃，反应时间为18～36h。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，一步水热法具体包括：将亚碲酸钠溶解于去离子水中，在连续搅拌下加入还原剂，之后将混合后的溶液转移到高压反应釜中，并加入一块预清洁的泡沫镍，密封后进行水热反应，经过水洗和过夜真空干燥，得到nf负载的nite纳米阵列。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括水合肼，甲酸，甲醛，甲醇。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：田新龙，高晓虹，沈义俊，康振烨，
申请(专利权)人：海南深远海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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