Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法及其应用技术

技术编号：40746284 阅读：2 留言：0更新日期：2024-03-25 20:04

本发明专利技术属于电催化剂制备及应用领域，具体涉及Ni<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;‑Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/NF复合电催化剂的制备方法及其应用。在泡沫镍上负载不同含量Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;掺杂的Ni<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;，得到Ni<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;‑Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/NF电催化剂。本发明专利技术通过控制Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;助催剂的含量，得到具有优异析氧性能的电催化剂，且增加了电化学活性表面积，使其在电催化析氧反应具有高度的活性和良好的稳定性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化剂制备及应用领域，具体涉及一种ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备方法及应用。

技术介绍

0、技术背景

1、当今社会面临环境恶化和能源危机问题，寻找可再生能源来代替传统化石能源刻不容缓。氢能以其高能量密度、可持续性、零排放被认为是最有前途的可再生能源之一。其中，电解水制氢绿色环保。电解水制氢中阳极析氧反应(oer)过程复杂，影响电解水整体动力学速率。

2、过渡金属如铁、钴、镍具有丰富、多价态和氧化还原活性高的优点，是oer电催化剂的候选材料。其中，过渡金属硫化物含有丰富的活性位点，在电催化析氢和析氧反应中都具备一定的活性。氧化镱yb2o3不是本领域熟知的电催化析氧材料，自身电催化析氧性能差，多用于电催化析氢或者分解一些碳氢化合物。而本专利技术首次尝试将其yb2o3和ni3s4复合，发现可增强对oh-的吸附，使得h2o分解势垒降低，对ni3s4的电催化析氧活性进行提高，对于析氢活性的改善较差。

3、因此，本专利技术构建ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂在一定程度上提高电催化析氧反应的活性和稳定性。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备方法及其应用，将其应用于碱性环境下的电解水制备氧气，其具有优异的oer性能。

2、本专利技术的技术方案：本专利技术提供一种ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂，该催化剂的制备方法为：通过水热法在泡沫镍上合成ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂。

3、具体制备工艺如下：

4、ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备：

5、将六水合硝酸镍，硫代乙酰胺和氧化镱加入到去离子水中，混合均匀，将充分混合的溶液和泡沫镍转移到反应釜，移至180℃的烘箱中水热反应18h，待反应结束后，取出反应物，用去离子水洗涤后放入真空干燥箱烘干，得到的催化剂为ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂。

6、其中六水合硝酸镍和硫代乙酰胺的摩尔比为1：4，泡沫镍和六水合硝酸镍比例为6cm2：1mmol。。氧化镱和六水合硝酸镍比例为0.2-0.25mmol：1mmol。作为优选：氧化镱和六水合硝酸镍的摩尔比为0.2mmol：1mmol。

7、水热反应条件为180℃水热反应18h，低于或高于该条件均无法合成得ni3s4，电催化析氧活性变差。

8、本专利技术通过一步水热法在泡沫镍上合成ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂，得到具有最佳电解水性能的ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂，并将该催化剂应用于碱性环境下电解水制备氧气。

9、本专利技术取得的技术效果是：

10、本专利技术提供的ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂在碱性电解液中具有优异的oer性能。oer的性能为在10ma/cm2的电流密度下表现出148mv的过电位，相比于yb2o3/nf、ni3s4/nf的过电位降低很多，证明了yb2o3对ni3s4的电催化析氧活性具有显著提高。

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【技术保护点】

1.一种Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐为六水合硝酸镍；硫源为硫代乙酰胺。

3.根据权利要求1所述Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐和硫源的摩尔比为1：4。

4.根据权利要求1所述Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法，其特征在于：泡沫镍和可溶性镍盐比例为6cm2：1mmol。

5.根据权利要求1所述Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法，其特征在于，Yb2O3和可溶性镍盐比例为0.15-0.30mmol：1mmol。

6.根据权利要求5所述Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的制备方法，其特征在于，Yb2O3和可溶性镍盐比例为0.20mmol：1mmol。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述方法制备的Ni3S4-Yb2O3/NF复合电催化剂的应用，其特征在于，所述Ni3S4-Yb2O3

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【技术特征摘要】

1.一种ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐为六水合硝酸镍；硫源为硫代乙酰胺。

3.根据权利要求1所述ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐和硫源的摩尔比为1：4。

4.根据权利要求1所述ni3s4-yb2o3/nf复合电催化剂的制备方法，其特征在于：泡沫镍和可溶性镍盐比例为6cm2：1mmol...

【专利技术属性】
技术研发人员：马江权，吴怡，李楠，赵刚，赵凯，付文华，张世瑞，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：

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