【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，涉及一种用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂，尤其涉及一种用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、传统能源的大量使用已经造成了能源危机与环境污染等问题。氢气作为重要的化学能源载体，凭借其质量能量密度高(120mj/kg)、零排放以及转化效率高等优点，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。近年来，多种制氢技术包括裂化重整、生物质裂解以及光/电催化水裂解等被广泛设计开发。其中，电催化水裂解是一种非常具有潜力的方法。电催化水分解是由阴极的析氢反应(hydrogen evolution reaction,her)和阳极的析氧反应(oxygen evolution reaction,oer)组成。目前，铂碳(pt/c)被认为是性能最好的her催化剂。氧化铱(iro2)和氧化钌(ruo2)凭借其独特的电子结构，被认为是性能最好oer催化剂。但是，这些催化剂存在着高成本和易腐蚀等缺点，限制其实际应用。
2、cn117070782a公开了一种低pt高熵合金电解水催化剂及其制备方法和应用，选用mn、ni、cu、pt以及la、mo、co、v、ti中的任意一者的5种金属元素进行组合制备出高效稳定的高熵合金催化剂，过程中无需调节ph，工艺简单、操作简便、制备成本较低，可实现工业化生产，该专利技术制备的mnnicupt(la,mo,co,v,ti)高熵合金催化剂表现出优异的电解水性能，不仅降低了催化剂成本，同时也提升了催化性能。但是，该pt高熵合金电解水催化剂中仍然包含pt元素，存在着成本较高的问题
3、cn116219480a公开了一种高熵合金电解水催化剂及其制备方法，所述制备方法包括：金属盐溶液、氮源与碳材料经混合、干燥和热冲击后，得到高熵合金电解水催化剂；所述氮源中氮元素与碳材料的质量比为(1～5):20；所述高熵合金电解水催化剂包括至少5种金属元素。金属盐溶液的金属盐在碳材料的作用下还原成单质，然后利用热冲击的方法，使金属单质结合在一起形成合金，同时可以防止合金颗粒团聚，保持其结构均匀性，避免发生相偏析；碳材料也作为载体提高所得高熵合金电解水催化剂的导电性，通过添加氮源对碳材料进行氮元素掺杂改性，增强金属与载体的相互作用，并进一步提高催化活性和稳定性；所述制备方法工艺简单，时间短，有利于实现规模化生产。但是，该高熵合金电解水催化剂的耐蚀性能较差，使用寿命较短。
4、目前公开的高熵合金催化剂都有一定的缺陷，存在着制备成本较高及耐蚀性能较差的问题。因此，开发设计一种新型的用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂及其制备方法，本专利技术中提供的高熵合金催化剂在碱性电解水制氢的反应中，所需的电解电压较低，且具有较高的稳定性，在高电流密度(500～1000ma/cm2)下，持续反应1000h后，高熵合金催化剂的催化性能无明显下降；同时，所述高熵合金催化剂的原料易得且价格低廉，因此所述高熵合金催化剂还具有制备成本较低的优点。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂，所述高熵合金催化剂中的金属元素包括fe、ni、co、mn、cu、zn、mg、ti、w或mo中的任意五种。
4、本专利技术中所述高熵合金催化剂中的金属元素包括fe、ni、co、mn、cu、zn、mg、ti、w或mo中的任意五种，例如可以是fe、ni、co、mn与cu的组合，co、mn、cu、zn与mg的组合，zn、mg、ti、w与mo的组合，ni、co、mn、cu与zn的组合，或mn、cu、zn、mg与ti的组合。
5、高熵合金作为一种新型的合金材料，是由至少五种相同或相近摩尔比例的金属元素组成的材料。高熵合金与传统合金相比具有高无序结构、高稳定性及组份和电子结构可调节等特点。这些特点使高熵合金在电化学催化领域应用极具潜力；另外，非贵金属高熵合金具有价格低廉与高活性等优点，多种金属元素相互作用，使其具有很高的活性和可调控性；因此，本专利技术中将高熵合金作为碱性电解水制氢的催化剂。
6、本专利技术中提供的高熵合金催化剂在碱性电解水制氢的反应中，所需的电解电压较低，且具有较高的稳定性，在高电流密度(500～1000ma/cm2)下，持续反应1000h后，高熵合金催化剂的催化性能无明显下降；同时，所述高熵合金催化剂的原料易得且价格低廉，因此所述高熵合金催化剂还具有制备成本较低的优点。
7、第二方面，本专利技术提供了一种第一方面所述高熵合金催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
8、将载体置于电沉积溶液中，通过电沉积得到所述高熵合金催化剂；
9、所述电沉积溶液中包括金属盐，所述金属盐包括fe盐、ni盐、co盐、mn盐、cu盐、zn盐、mg盐、ti盐、w盐或mo盐中的任意五种。
10、本专利技术中所述金属盐包括fe盐、ni盐、co盐、mn盐、cu盐、zn盐、mg盐、ti盐、w盐或mo盐中的任意五种，例如可以是fe盐、ni盐、co盐、mn盐与cu盐的组合，ni盐、co盐、mn盐、cu盐与zn盐的组合，mn盐、cu盐、zn盐、mg盐与ti盐的组合，zn盐、mg盐、ti盐、w盐与mo盐的组合，或cu盐、zn盐、mg盐、ti盐与w盐的组合。
11、本专利技术中提供的高熵合金催化剂的制备方法过程简单、操作难度较低、对生产设备的要求较低，且易于大规模推广使用。
12、优选地，所述电沉积溶液中金属盐包括的五种盐的浓度最高值与最低值之间的差值不高于0.3mol/l，例如可以是0.3mol/l、0.28mol/l、0.26mol/l、0.24mol/l、0.22mol/l、0.2mol/l、0.18mol/l、0.16mol/l、0.14mol/l、0.12mol/l、0.1mol/l、0.08mol/l、0.06mol/l、0.04mol/l、0.02mol/l或0.01mol/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、优选地，所述电沉积溶液中fe盐的浓度为0.01～0.5mol/l，例如可以是0.01mol/l、0.02mol/l、0.05mol/l、0.1mol/l、0.2mol/l、0.3mol/l、0.4mol/l或0.5mol/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地，所述电沉积溶液中ni盐的浓度为0.01～0.5mol/l，例如可以是0.01mol/l、0.02mol/l、0.05mol/l、0.1mol/l、0.2mol/l、0.3mol/l、0.4mol/l或0.5mol/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、优选地，所述电沉积溶液中co盐的浓度为0.01～0.5mol/l，例如可以是0.01mol本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂，其特征在于，所述高熵合金催化剂中的金属元素包括Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Zn、Mg、Ti、W或Mo中的任意五种。
2.一种权利要求1所述高熵合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积溶液中金属盐包括的五种盐的浓度最高值与最低值之间的差值不高于0.3mol/L；
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述Fe盐包括FeSO4、FeCl2或Fe(NO3)2中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述载体包括导电玻璃、泡沫镍、碳纸、碳布或编织镍网中的任意一种。
6.根据权利要求2～5任一项所述的制备方法，其特征在于，配制所述电沉积溶液的方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水；
8.根据权利要求2～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积包括恒电流电沉积、恒电压电沉积或脉冲电压电沉积；
...【技术特征摘要】
1.一种用于碱性电解水制氢的高熵合金催化剂，其特征在于，所述高熵合金催化剂中的金属元素包括fe、ni、co、mn、cu、zn、mg、ti、w或mo中的任意五种。
2.一种权利要求1所述高熵合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积溶液中金属盐包括的五种盐的浓度最高值与最低值之间的差值不高于0.3mol/l；
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述fe盐包括feso4、fecl2或fe(no3)2中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求2～4任一项所述的制备...
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