【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料，涉及复合电催化剂，具体涉及一种c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、自工业革命以来，煤炭、石油等化石燃料的不断开采与使用，导致温室气体co2排放量剧增，生态系统自循环遭到严重破坏。因此，促使人们对绿色、清洁的可再生替代能源产生了迫切需求。作为一种可再生、碳中性的能量载体，氢气因其能量密度高，燃烧产物无co2气体、有毒气体的生成而受到广泛关注。在现有的生产氢气的成熟技术中，电解水制氢技术由于其产物高纯度、可大规模生产等优点得到了广泛关注。然而，由于在电解水的两个半反应中，不可避免的大的过电位导致能耗较高，从而成本增加，极大地限制了电解水在实际工业中的应用。目前，铂(pt)等贵金属催化剂是商业应用最广泛的高效催化剂，然而其现有储量低、价格昂贵导致其应用成本高，不利于工业化生产。
2、因此，低成本、高储量的非贵金属元素基电催化剂成为近年研究热点。其中，具有类pt性质(如高电导率，优异的化学稳定性)的过渡金属氮化物(transition metalnitrides，tmns)，有望成为贵金属催化剂替代催化剂。并且，对于tmns，氮原子的插入会导致过渡金属原子之间的距离增加、并引起d带的收缩，从而在费米能级附近有望获得更高的态密度(dos)，材料的导电性增加。然而，作为tmns的vn，由于v的d轨道密度较大，导致了与her中间体之间的强电荷相互作用和较大的能量势垒，从而进一步抑制了其her活性和动力学。[h.xu,p.du,x.zhang,h.-j.q
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具有良好的稳定性及优异的电解水析氢催化性能的c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一、将c/c复合材料切割成厚度为1.5mm厚的平整薄片，超声清洗并烘干后进行预氧化处理；
5、步骤二、称量300～500mg的镍源和50～150mg的铜源混合均匀并研磨，装入270ml的聚四氟乙烯内衬中，并加入超纯水至填充比为50％～67％，置于磁力搅拌器上，室温搅拌1～2h；
6、步骤三、将装有经过步骤二处理的溶液的聚四氟乙烯内衬置于水热电解沉积设备中，以步骤一中经过预氧化的c/c基体为阴极，以高纯石墨块体为阳极进行水热电沉积反应，完成后取出c/c基体烘干；
7、步骤四、称量100～200mg乙酰丙酮钒、46mg的氟化铵将其加入到装有超纯水的270ml的聚四氟乙烯内衬中，保证其填充比为50％～67％，于水热电解沉积设备中，以经过步骤三处理的c/c基体为阴极，以高纯石墨块体为阳极，进行水热电沉积反应，完成后取出c/c基体烘干；
8、步骤五、将经过步骤四处理的c/c基体置于瓷舟中，将瓷舟放在管式炉的石英管中部，在n2气氛中于700～900℃中保温1～3h，得到c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂。
9、本专利技术还具有以下技术特征：
10、优选的，步骤一中所述的超声清洗为按照超纯水、乙醇的顺序交替进行超声清洗，每次10min，分别清洗3次。
11、优选的，步骤一中所述的预氧化处理方法包括将c/c基体放置于坩埚中，置于马弗炉中在600～1000℃空气或氧气气氛下保温5～15min。
12、优选的，步骤三和步骤四中所述的水热电沉积反应的沉积电压为0～30v、水热温度为70～180℃，沉积时间为10min～3h。
13、优选的，步骤一中所述的烘干条件为在真空干燥箱中于40℃干燥5h。
14、优选的，步骤二中所述的镍源包括六水合硝酸镍、六水合氯化镍或四水合乙酸镍。
15、优选的，步骤二中所述的铜源包括二氯化铜、三水合硝酸铜或一水合乙酸铜。
16、优选的，步骤三和步骤四中所述的烘干条件为于30℃干燥4h。
17、本专利技术还保护一种采用如上所述的方法制备的c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂及其在电解水析氢中的应用。
18、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
19、本专利技术以c/c复合材料作为自支撑基底，导电性高，通过水热电解沉积法在其表面生长cuni双金属与vn复合的电催化剂，cuni双金属与vn复合构建异质结构，双组分协同作用，催化活性物质与基体结合性强，长时间催化稳定性好，在碱性环境中表现出优异的电催化析氢性能；
20、本专利技术原料成本低，工艺简单，条件易于控制，制备方法绿色环保；
21、本专利技术采用c/c复合材料作为自支撑电催化剂的基体材料，为自支撑催化剂的制备提供一个新思路。
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1.一种C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的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C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的超声清洗为按照超纯水、乙醇的顺序交替进行超声清洗，每次10min，分别清洗3次。
3.如权利要求1所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的预氧化处理方法包括将C/C基体放置于坩埚中，置于马弗炉中在600～1000℃空气或氧气气氛下保温5～15min。
4.如权利要求1所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的镍源包括六水合硝酸镍、六水合氯化镍或四水合乙酸镍。
5.如权利要求1所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的铜源包括二氯化铜、三水合硝酸铜或一水合乙酸铜。
6.如权利要求1所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制
7.如权利要求1所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的烘干条件为在真空干燥箱中于40℃干燥5h。
8.如权利要求1所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三和步骤四中所述的烘干条件为于30℃干燥4h。
9.一种采用如权利要求1至8中任一项所述的方法制备的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂。
10.一种如权利要求9所述的C/C复合材料表面生长CuNi双金属复合VN的电催化剂在电解水析氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的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c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的超声清洗为按照超纯水、乙醇的顺序交替进行超声清洗，每次10min，分别清洗3次。
3.如权利要求1所述的c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的预氧化处理方法包括将c/c基体放置于坩埚中，置于马弗炉中在600～1000℃空气或氧气气氛下保温5～15min。
4.如权利要求1所述的c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的镍源包括六水合硝酸镍、六水合氯化镍或四水合乙酸镍。
5.如权利要求1所述的c/c复合材料表面生长cuni双金属复合vn的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹丽云，刘瑞，黄剑锋，冯亮亮，余泽翰，齐艺榕，王东平，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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