一种金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电解水催化技术领域，具体涉及一种金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂及其制备方法。本发明专利技术通过两步化学反应得到的纳米片催化剂Fe3O4@Ni3S2/NF具有玫瑰花片状的基本结构，且在该片状基础上生长了细小的纳米片。这种独特结构不仅可以提供更大的电化学表面积，暴露更多的活性位点，还可以防止催化剂的结构变形，从而提高催化剂的HER、OER性能和稳定性。金属氧化物和硫化物的结合有效的优化了催化剂的氢吸附能、氧吸附能、d带中心及水吸附能，进一步提升材料的电催化活性。此外，本发明专利技术克服了传统电催化剂价格昂贵，能耗高的缺点，仅需1.57V的驱动电压便可达到10mA cm‑2的电流密度，在电解水制氢方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解水催化，具体涉及一种金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、目前，由于对化石燃料资源的过度需求，环境问题日益突出。迫切需要发展高效和可持续的能源转换技术。水裂解过程中的析氢反应(her)和析氧反应(oer)的电化学过程被广泛认为是可持续能源转化技术的关键组成部分。然而，与析氧反应(oer)和析氢反应(her)相关的缓慢动力学构成了重大障碍，限制了它们的工业应用。因此开发高效、稳定、双动能的电催化剂对于电解水制氢的推广具有十分重大的意义。

2、近年来，开发高性能过渡金属硫族化合物(tmcs)作为析氢反应(her)取代贵金属基电催化剂的潜在候选物已成为人们关注的焦点。镍硫化物，包括各种成分，如nis、nis2、ni3s2、ni3s4、ni7s6和ni9s8，已显示出显著的电催化剂潜力。ni3s2具有独特的结构属性，特别是其ni-ni网络，赋予了特殊的水还原电催化能力。过渡金属氧化物(tmos)，特别是基于镍的过渡金属氧化物，作为析氢反应(her)和析氧反应(oer)的电催化剂得到了广泛的研究。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂，其特征在于，所述载体为泡沫镍，所述金属氧化物为Fe3O4，金属氧化物为Ni3S2。其微观形貌为玫瑰花片状，且在该片状基础上生长了细小的纳米片，所述玫瑰花纳米片厚度在3～10nm范围内，在该片状基础上生长了细小的纳米片厚度在0.1～1nm范围内。

3.根据权利要求1所述的金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的预处理方式为：将2cm×4cm的泡沫镍依...

【技术特征摘要】

1.一种金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂，其特征在于，所述载体为泡沫镍，所述金属氧化物为fe3o4，金属氧化物为ni3s2。其微观形貌为玫瑰花片状，且在该片状基础上生长了细小的纳米片，所述玫瑰花纳米片厚度在3～10nm范围内，在该片状基础上生长了细小的纳米片厚度在0.1～1nm范围内。

3.根据权利要求1所述的金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的预处理方式为：将2cm×4cm的泡沫镍依次使用盐酸、去离子水和乙醇分别超声清洗15分钟，然后在60℃的真空干燥箱中干燥6～8h。

4.根据权利要求1所述的金属氧化物和硫化物结合的双功能纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的硫酸亚铁七水合物、硝酸镍六水合物、尿素、氟化铵摩尔质量分别为(0.5～1.5mmol)、(1.5～2.5mmol)、(12～20mmol)、(10～15mmol)，去离子水为(30～40ml)。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志寒，张华明，伏燕军，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：