一种金属氮化物纳米析氢催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金属氮化物纳米析氢催化剂，所述催化剂为毛刷状金属氮化物催化剂，所述催化剂包含具有催化活性的Ni，Co，Cu，V金属及N元素；其中，所述活性组分散布在所述催化剂内；以及所述的金属氮化物纳米析氢催化剂的制备方法和应用。本发明专利技术制备工艺简单，成本低廉，所制得的金属氮化物纳米析氢催化剂为毛刷状，且在碱性和中性溶液中均具有较好的电化学催化活性，在碱性和中性溶液中达到‑10mA/cm<supgt;2</supgt;所需的过电位分别小于等于220和206mV，为降低制氢成本奠定了技术基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种析氢催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种金属氮化物纳米析氢催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、21世纪以来，世界人口不断增长，对能源的需求也日益增加。研究表明，化石能源将在2112年枯竭。因此，具有燃烧热值高、燃烧产物无污染、储量丰富等优点的氢能逐渐受到人们的重视。与化石燃料和生物质制氢相比，电解水制氢具有简单、快速、无污染、可充分利用风能、太阳能等一次可再生能源等优点，是最有前途的制氢方法之一。

2、在电解水制氢工业生产中，碱性溶液通常被用作电解质，因为电解水装置中的电极材料在碱性电解质中比在酸性电解质中更难被腐蚀。此外，天然水通常呈中性或弱碱性。因此，发展碱性和中性电解质电解水制氢具有十分重要的意义。然而，在碱性或中性电解质中，析氢反应具有较高的水解离能垒，导致her的反应动力学缓慢。因此，需要开发高活性的催化剂来加快碱性和中性溶液的析氢反应。铂/铱/钌/铑等贵金属基催化剂在her方面具有较高的催化活性，但贵金属稀缺的储量和昂贵的价格限制了其大规模运用。而价格低廉的非贵金属基催化材料的析氢反应过电位较高，稳定性差等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属氮化物纳米析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂为毛刷状金属氮化物催化剂，所述催化剂包含具有催化活性的Ni，Co，Cu，V金属及N元素；其中，所述活性组分散布在所述催化剂内。

2.根据权利要求1所述金属氮化物纳米析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂中V以掺杂的形式进入到Ni4N、CuCoN0.6或Ni4N与CuCoN0.6组成的异质结中。

3.根据权利要求1所述金属氮化物纳米析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂的XRD图谱中，在2θ为41.72°，41.784°，48.57°，48.65°，85.948°，86.099°处存在衍射峰。>

4.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种金属氮化物纳米析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂为毛刷状金属氮化物催化剂，所述催化剂包含具有催化活性的ni，co，cu，v金属及n元素；其中，所述活性组分散布在所述催化剂内。

2.根据权利要求1所述金属氮化物纳米析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂中v以掺杂的形式进入到ni4n、cucon0.6或ni4n与cucon0.6组成的异质结中。

3.根据权利要求1所述金属氮化物纳米析氢催化剂，其特征在于：所述催化剂的xrd图谱中，在2θ为41.72°，41.784°，48.57°，48.65°，85.948°，86.099°处存在衍射峰。

4.根据权利要求所述1-3任一所述的金属氮化物纳米析氢催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下操作步骤：

5.根据权利要求4所述金属氮化物纳米析氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种；步骤(1)所述的碱为氢氧化钾或者氢氧化钠；步骤(1)所述的基底材料为铜质基底，所述的铜质基底为铜线、铜网、铜箔、泡沫铜或铜片。

6.根据权利要求4所述金属氮化物纳米析氢催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的溶剂为吡啶、吡咯、3-氨基吡啶、4-甲基吡啶、3-氯吡啶、3-氟吡啶、3-溴吡啶、2,3-二氨基吡啶、2-氨基-3-氯吡啶、2-吡咯烷酮、2-吡咯羧酸、3-乙酰基-2,4-二甲基吡咯、羟乙基吡咯烷酮、2-乙酰基吡咯、1-甲基吡咯、四氢吡咯、吡咯-2-羧酸乙酯、2,4-二甲基吡咯、4-乙酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱光付，许浩田，闵斗勇，陈昌洲，陈金丽，王云鹏，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：