一种贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及电解水催化技术领域，具体涉及一种贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂及制备方法。本发明专利技术通过三步化学反应得到的纳米片催化剂Ru‑NiFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;/NiO/NF具有玫瑰状介孔异质结构，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性能和稳定性。低含量钌的加入有效调控镍铁的电子结构，并优化催化剂的氢吸附能、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1.513V的驱动电压便可达到10mA·cm<supgt;‑2</supgt;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，具体涉及一种贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂及制备方法。

技术介绍

1、电解水包含两个半电池反应，分别是阴极的析氢反应(hydrogen evolutionreaction，her)及阳极的析氧反应(oxygen evolution reaction，oer)。电水解制氢反应过程中，阴极侧的水还原产生氢气，阳极侧的水发生氧化反应产生氧气，阳极的析氧反应是多步的四电子过程。由于her和oer动力学反应缓慢，需要相当大的过电位来维系反应，进而造就了高昂的电费成本，使得电解水技术无法广泛应用。因此开发高效、稳定、析氢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、众所周知，贵金属因其高催化活性而被认为是her或oer中最先进的催化剂，然而，由于资源稀缺且成本高昂，这些催化剂在电化学分解水的工业应用中受到限制，所以人们考虑用非贵金属代替贵金属应用到电催化中，但效果尽不如人意。在贵金属中钌具有与铂相似电子特性，且成本仅为铂的五分之一，为电催化反应效率提升提供了独特的解决方案，在此背景下，为了减少贵金属的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂，其特征在于，包括载体和负载在载体上的钌(Ru)掺杂镍铁氧化物/镍氧化物，所述贵金属钌掺杂的镍铁氧化物/镍氧化物异质结构纳米片中Ru元素含量为1.3％～3.3％。

2.根据权利要求1所述的贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂，其特征在于，所述载体为泡沫镍，所述镍铁氧化物/镍氧化物为NiFe2O4/NiO。

3.根据权利要求1所述的贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂，其特征在于，所述贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂微观形貌为玫瑰状介孔异质结构，所述玫瑰状结构由自...

【技术特征摘要】

1.一种贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂，其特征在于，包括载体和负载在载体上的钌(ru)掺杂镍铁氧化物/镍氧化物，所述贵金属钌掺杂的镍铁氧化物/镍氧化物异质结构纳米片中ru元素含量为1.3％～3.3％。

2.根据权利要求1所述的贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂，其特征在于，所述载体为泡沫镍，所述镍铁氧化物/镍氧化物为nife2o4/nio。

3.根据权利要求1所述的贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂，其特征在于，所述贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂微观形貌为玫瑰状介孔异质结构，所述玫瑰状结构由自组装的超薄纳米片“花瓣”组成，纳米片厚度在3～15nm范围内，且表面均匀分布着许多平均直径为4nm的介孔。

4.一种贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂及制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物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。

6.根据权利要求4所述的贵金属钌掺杂镍铁氧化物/镍氧化物纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，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...

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