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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电催化领域,具体涉及一种高熵合金异质结构电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、在能源危机和环境污染的窘境下,开发绿色清洁的可再生能源迫在眉睫。目前,氢能作为一种绿色无污染的清洁能源受到了人们的广泛关注。电化学水分解是一种能够实现可持续的、清洁的理想制氢方式。电解水由两个半反应组成,分别是:在阴极发生的析氢反应(her)和在阳极发成的析氧反应(oer)。析氢反应产生氢气的过程中较高的析氢过电势使其需要优异的电催化剂来降低反应能垒,从而促进水分解制氢。
3、目前具有优异her性能的pt基析氢电催化剂,其高成本和稀缺性限制了它的广泛应用。高熵合金作为一种新兴材料,其自身的高熵效应、晶格畸变效应、慢扩散效应和鸡尾酒效应可以分别从提高热力学稳定性、调整电子结构以及促进多元素间协同作用来改善电催化析氢性能,是一种出色且具有广泛前景的碱性电解水析氢电催化剂。高熵合金多为由金属粉体于高温下熔融制备,然而该制备过程复杂,制备得到的高熵合金为大粒径的块状结构,比表面积小,催化活性有限。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种高熵合金异质结构电催化剂及其制备方法和应用。本专利技术通过简易的两步低温油相法制备了纳米尺度的高熵合金异质结构电催化剂,高熵合金分布在碳纳米管上并与n
2、为了实现上述目的,本专利技术是通过如下的技术方案来实现:
3、第一方面,本专利技术提供了一种高熵合金异质结构电催化剂的制备方法,包括以下步骤:
4、s1、将ctac溶解于油胺中,加入葡萄糖、乙酰丙酮镍、六羰基钼、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镧和碳纳米管,超声分散后进行加热反应,应后溶液经离心、洗涤后得到黑色产物,黑色产物浸泡于乙酸乙醇溶液中超声处理后经离心、洗涤、干燥获得nimocomnla/cnts;
5、s2、将nimocomnla/cnts和乙酰丙酮镍加入环己烷、油胺和二苯醚组成的混合溶剂中,加热反应,反应后溶液经离心、洗涤后得到黑色产物,黑色产物浸泡于乙酸乙醇溶液中超声处理后经离心、洗涤、干燥即得高熵合金异质结构电催化剂nimocomnla/cnts@ni。
6、优选的,步骤s1中,ctac溶解于油胺的比例为3-5mg:1ml。
7、优选的,步骤s1中,ctac、葡萄糖、乙酰丙酮镍、六羰基钼、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镧和碳纳米管的质量比为1:1:0.3-0.4:0.6-0.7:0.4-0.5:0.4-0.5:0.3-0.4:0.2。
8、优选的,步骤s1中,加热反应的温度为215-225℃,时间为1.5-2.5h。
9、优选的,步骤s2中,nimocomnla/cnts和乙酰丙酮镍的质量比为2.5-3.5:1。
10、优选的,步骤s2中,环己烷、油胺和二苯醚的体积比为15-25:0.5-1:5-15。
11、优选的,步骤s2中,加热反应的温度为175-185℃,时间为0.5-1.5h。
12、优选的,步骤s1和s2中,乙酸乙酯溶液的浓度为0.4-0.6m。
13、第二方面,本专利技术提供了一种高熵合金异质结构电催化剂,通过如第一方面所述的制备方法获得。
14、第三方面,本专利技术提供了如第二方面所述的高熵合金异质结构电催化剂在电催化析氢中的应用。
15、上述本专利技术的一种或多种技术方案取得的有益效果如下:
16、本专利技术制备的高熵合金异质结构电催化剂nimocomnla/cnts@ni由nimocomnla/cnts和ni形成了异质结构,调整了电子结构,优化了催化剂的氢吸附能,高熵合金nimocomnla分布分散在cnts上得以提高比表面积并暴露活性位点,高熵合金金属间具有协同作用也使催化剂的her性能得到提高。
17、本专利技术通过简易的两步低温油相法制备了纳米尺度的高熵合金异质结构电催化剂,制备方法简单,避免了传统高熵合金制备方法的高温过程,有利于大规模应用。
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1.一种高熵合金异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,CTAC溶解于油胺的比例为3-5mg:1mL。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,CTAC、葡萄糖、乙酰丙酮镍、六羰基钼、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镧和碳纳米管的质量比为1:1:0.3-0.4:0.6-0.7:0.4-0.5:0.4-0.5:0.3-0.4:0.2。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,加热反应的温度为215-225℃,时间为1.5-2.5h。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,NiMoCoMnLa/CNTs和乙酰丙酮镍的质量比为2.5-3.5:1。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,环己烷、油胺和二苯醚的体积比为15-25:0.5-1:5-15。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,加热反应的温度为175-185℃,时间为0.5-1.5h。
8
9.一种高熵合金异质结构电催化剂,其特征在于,通过如权利要求1-8任一项所述的制备方法获得。
10.如权利要求9所述的高熵合金异质结构电催化剂在电催化析氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高熵合金异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,ctac溶解于油胺的比例为3-5mg:1ml。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,ctac、葡萄糖、乙酰丙酮镍、六羰基钼、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镧和碳纳米管的质量比为1:1:0.3-0.4:0.6-0.7:0.4-0.5:0.4-0.5:0.3-0.4:0.2。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,加热反应的温度为215-225℃,时间为1.5-2.5h。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中...
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