【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型功能材料创制及其应用设计领域，特别涉及一种se1/nio赝金属单原子材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着新一轮科技革命和产业革命不断深入，材料支撑战略性新兴产业的基石作用愈专利技术显，而新能源材料创制则是材料研究领域直接服务国家能源战略需求的主要途径。单原子催化剂因其独特的电子结构和最大的原子利用效率而受到关注。然而，由于需要复杂的合成过程，普通的金属基单原子催化剂难以设计、制备过程繁琐，容易毒化，且面临着产物选择性低等问题。非金属元素与金属元素在电荷、电负性、价电子分布乃至在化合物中的占据位置等方面的不同，将衍生出独特的配位模式和结构特性，必将在外场激励下表现出不同于金属单原子的物化性质和电子态而表现出更优异的表观性能，但当前关于非金属单原子材料的研究还比较少。因此，基于非金属元素创制的新型非金属单原子功能材料将具有成本低、合成方法简单、能够有效底物以及环保等优点有望成长为下一代材料新星，对其精细结构的调控将为强关联体系解释，物理、化学、材料等领域的研究提供一个新的研究载体。
2、高速发展的社会对能源提出了更高的要求。电催化oer作为基本反应参与了包括绿氢制备、co2还原、氢氧燃料电池等一系列能源转化、存储过程。但是，由于较高的热力学势能和严苛的反应动力学，这使得当前存在的电催化剂距离实际高效应用还有一定距离。因此，积极探索和制备高效的oer电催化剂就显得尤为重要。
3、对单原子材料原子、电子结构进行深入的研究并形成统一的指导合成原则对于精准调控合成单原子材料以及拓展其实际应用
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种se1/nio赝金属单原子材料及其制备方法和应用。本专利技术提供的se1/nio赝金属单原子材料可作为oer电催化剂，突破了oer过程中吸附演化机制的理论极限过电位，并且表现出了优异的电化学稳定性。
2、本专利技术提供了一种se1/nio赝金属单原子材料的制备方法，包括以下步骤：
3、a)将硫酸镍、水和过硫酸钾混合，得到溶液a；
4、b)向所述溶液a中加入氨水调节ph值，反应完全后，固液分离、洗涤和干燥，得到氢氧化镍；
5、c)分别将所述氢氧化镍和硒粉作为基体和非金属源前驱体置于管式炉中，在保护性气氛下，升温至300～350℃反应，得到se1/nio赝金属单原子材料。
6、优选的，步骤c)中，所述氢氧化镍与硒粉的质量比为(30～60)mg∶(0.8～1.2)g。
7、优选的，步骤c)中，提供所述保护性气氛的保护性气体的进气速度为200～250ml/min。
8、优选的，步骤c)中，所述升温的速率为5～10℃/min。
9、优选的，步骤c)具体包括：
10、将氢氧化镍置于瓷舟1中，硒粉置于瓷舟2中，并将所述瓷舟1和瓷舟2置于石英管中，其中，瓷舟1置于石英管中部，瓷舟2位于瓷舟1的上游，通入保护性气体吹扫石英管，升温至300～350℃反应，得到se1/nio赝金属单原子材料。
11、优选的，所述瓷舟1和瓷舟2的间距为10～20cm。
12、优选的，步骤a)中，所述硫酸镍与过硫酸钾的质量比为(10～15)∶3。
13、优选的，步骤b)中的氨水与步骤a)中的硫酸镍的用量比为(5～15)ml∶(10～15)g。
14、本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的制备方法制得的se1/nio赝金属单原子材料。
15、本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的se1/nio赝金属单原子材料作为催化剂在电催化析氧中的应用。
16、本专利技术提供了一种se1/nio赝金属单原子材料的制备方法，包括以下步骤：a)将硫酸镍、水和过硫酸钾混合，得到溶液a；b)向所述溶液a中加入氨水调节ph值，反应完全后，固液分离、洗涤和干燥，得到氢氧化镍；c)分别将所述氢氧化镍和硒粉作为基体和非金属源前驱体置于管式炉中，在保护性气氛下，升温至300～350℃反应，得到se1/nio赝金属单原子材料。本专利技术制备的se1/nio赝金属单原子材料，独特的元素性质和配位模式，尤其是被调制的能级结构和电子态表现出不同于常见金属单原子或者常规非金属元素掺杂的化合物的物化性质而表现出催化活性和稳定性。试验结果表明，在碱性条件下，粉末状se1/nio非金属单原子材料在265mv过电位下即可达到10ma/cm2，并且在20ma/cm2的电流密度下持续电解水产氧气超过25小时，表现出了极大的高本征催化活性。
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1.一种Se1/NiO赝金属单原子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述氢氧化镍与硒粉的质量比为(30～60)mg∶(0.8～1.2)g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，提供所述保护性气氛的保护性气体的进气速度为200～250mL/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述升温的速率为5～10℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)具体包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述瓷舟1和瓷舟2的间距为10～20cm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述硫酸镍与过硫酸钾的质量比为(10～15)∶3。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中的氨水与步骤A)中的硫酸镍的用量比为(5～15)mL∶(10～15)g。
9.一种权利要求1～8中任一项所述的制备方法制得的Se1/NiO赝金
10.一种权利要求9所述的Se1/NiO赝金属单原子材料作为催化剂在电催化析氧中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种se1/nio赝金属单原子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，所述氢氧化镍与硒粉的质量比为(30～60)mg∶(0.8～1.2)g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，提供所述保护性气氛的保护性气体的进气速度为200～250ml/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，所述升温的速率为5～10℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)具体包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：曹登丰，圣蓓蓓，陈双明，宋礼，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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