【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法。
技术介绍
1、电化学水裂解是清洁、大规模制氢的一条有吸引力的途径。析氧反应(oer)被视为这一过程的瓶颈，因为它在动力学上很慢，需要两步o-h键断裂和随后的o-o键形成，包括四个电子的转移。因此，oer中需要大量的过电位(η)才能达到所需的电流密度(≥10ma/cm2)。为了尽可能降低所需的过电位，需要一种高活性催化剂。
2、最大化原子利用率和活性中心之间协同效应的最有希望的方法是将催化活性金属化合物分散到原子水平，即制备单原子催化剂。目前，大多数单原子催化剂都是以碳质基底(非晶态碳、石墨烯、碳纳米管、碳氮化物等)作为由本征缺陷或杂原子配位的孤立金属原子的metal-nx-cy部分。这些metal-nx-cy催化剂在电催化还原反应方面表现出改进，例如o2/co2/n2还原和析氢反应。然而，当应用于oer时，此类催化剂存在活性和耐久性不足的问题。这是因为杂原子键的形成通过配体效应改变金属原子的电子环境(d带中心)，配体效应与吸附质结合能高度相关，因此对催化活性有不利影响。此外，在高电位(>1.8v)下，含碳基质容易缓慢氧化，所以当催化剂表现出高过电位时，容易导致低耐久性。
3、因此，开发具有良好结构的高耐久性和导电性的支撑材料是一个关键挑战，这种材料可以在不借助强杂原子配位的情况下稳定催化金属原子。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术的单原子催化剂应用于oer
2、技术方案
3、本专利技术拟利用过渡金属碳化物(tmc)作为载体材料来稳定原子或双原子金属(co、ni和coni)，以产生高效的单原子oer催化剂。专利技术人使用tmc纳米晶作为支撑材料的主要动机是，第4-6组tmc通常表现出极高的硬度、明确的块状结构、高热稳定性、耐化学腐蚀性和类似金属的导电性。这种独特的类金属电子特性产生了类似于支撑金属原子和碳化物表面之间的金属-金属键的电子相互作用。因此，wcx载体允许形成co/ni-w或co/ni-c键，从而稳定表面上的coni原子。在本研究中，wcx被用作支撑材料，以稳定析氧原子金属位点。具体方案如下：
4、一种wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法，包括如下步骤：
5、s1、取盐酸多巴胺溶解于水中，得到多巴胺水溶液；
6、s2、将多巴胺水溶液的ph值调至2，然后加入cocl2·6h2o和nicl2·6h2o，搅拌混合均匀，得到da-coni溶液；
7、s3、向da-coni溶液中边搅拌边滴加钨酸钠溶液，滴加结束后继续搅拌反应，然后离心，收集固体产物，再依次用去离子水和无水乙醇洗涤，最后烘干，得到da-w-coni前体；
8、s4、将da-w-coni前体置于管式炉中，在氩气保护下升温至700-900℃进行碳化，结束后冷却至室温，得到wcx-coni单原子析氧电催化剂。
9、进一步，步骤s2中，所述cocl2·6h2o和nicl2·6h2o的摩尔比为1:1。
10、进一步，步骤s2中，所述cocl2·6h2o和nicl2·6h2o的总摩尔数与盐酸多巴胺的摩尔比为1:10。
11、进一步，步骤s2中，通过添加1m hcl溶液将多巴胺水溶液的ph值调至2。
12、进一步，步骤s3中，所述钨酸钠与盐酸多巴胺的摩尔比为1:1。
13、进一步，步骤s3中，所述烘干的温度为60℃。
14、进一步，步骤s4中，所述升温的速率为1-3℃/min。
15、进一步，步骤s4中，所述碳化时间为2h，碳化时炉内压力为标准大气压。
16、上述方法制备的wcx-coni单原子析氧电催化剂在电催化水裂解中的应用。
17、本专利技术的有益效果：
18、1)本专利技术提供了一种wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法，先通过沉淀反应合成了含有coni的多巴胺钨酸盐络合物，再对其进行热处理，得到wcx-coni催化剂，该催化剂材料拥有由wcx支撑的一层薄薄的原子co/ni金属位，并表现出优异的催化活性和耐用性。
19、2)与现有的单原子催化剂不同的是，本专利技术的wcx-coni单原子析氧电催化剂采用过渡金属碳化物作为载体材料，可以在不借助强杂原子配位的情况下稳定催化金属原子，因而具有良好结构的高耐久性和导电性。
20、3)本专利技术的制备步骤简单且易操作，成本低且产率较高，催化活性与商业化的催化剂相比较高。
21、4)由于co和ni位协同作用的结果，使得本专利技术的wcx-coni单原子析氧电催化剂具有较高的oer活性。
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1.一种WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述CoCl2·6H2O和NiCl2·6H2O的摩尔比为1:1。
3.如权利要求1所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，所述CoCl2·6H2O和NiCl2·6H2O的总摩尔数与盐酸多巴胺的摩尔比为1：10。
4.如权利要求1所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，通过添加1M HCl溶液将多巴胺水溶液的pH值调至2。
5.如权利要求1所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述钨酸钠与盐酸多巴胺的摩尔比为1:1。
6.如权利要求1所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述烘干的温度为60℃。
7.如权利要求1所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述升温的速率为1-3℃/min
8.如权利要求1至7任一项所述WCx-CoNi单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述碳化时间为2h，碳化时炉内压力为标准大气压。
9.权利要求1至8任一项所述方法制备的WCx-CoNi单原子析氧电催化剂在电催化水裂解中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述cocl2·6h2o和nicl2·6h2o的摩尔比为1:1。
3.如权利要求1所述wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，所述cocl2·6h2o和nicl2·6h2o的总摩尔数与盐酸多巴胺的摩尔比为1：10。
4.如权利要求1所述wcx-coni单原子析氧电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，通过添加1m hcl溶液将多巴胺水溶液的ph值调至2。
5.如权利要求1所述wcx-con...
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