木质炭衍生的自支撑集成电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了木质炭衍生的自支撑集成电极材料及其制备方法和应用。制备方法包括S1、杨木切片去除木质素后置于保护气氛中碳化，得到木质炭衍生的三维多孔碳化木；S2、制备含有镍源和钼源的混合溶液；S3、利用三维多孔木质炭和混合溶液制备钼镍氧化物生长于木质炭的电极材料前驱体；S4、前驱体高温氨气还原，得到木质炭衍生的自支撑集成电极材料；该电极材料在电解水制氢中的应用；本发明专利技术采用水热合成法和高温氨气混合气还原法合成该电极材料，得到镍纳米颗粒嵌入氮化钼纳米片的异质结构原位生长于木质炭上，结合多孔木质炭结构的快速物质传输，可调节电子结构，降低水解离能垒，对碱性条件下的电解水反应具有优异的电催化活性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极材料，具体涉及一种木质炭衍生的自支撑集成电极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、大量燃烧煤、石油和天然气等化石燃料导致了严重的环境污染，而且这些资源储量有限且难以再生。因此，研究清洁的、可再生的新型能源和储能设备已成为当务之急；其中，氢气因其质量轻、热值高、燃烧无污染且可持续利用等特性，被认为是最有前途的能源载体之一。然而，氢能并不是一种大量存在于自然界的能源资源，而是需要被生产出来。在目前众多制取氢气的方法中，电解水制备工艺简单，清洁无污染，技术较为成熟，是目前被熟知并认可的制氢方法之一。

2、电解水制氢技术(ows)是一项涉及气液固三相界面反应的复杂过程，为了最大限度地提高活性物质的利用、加速气液传输并提升电催化活性和稳定性，电极结构和表面性能的设计与选择显得至关重要。如今，泡沫镍和泡沫铜材料被广泛应用于三维多孔载体，以原位生长电极材料，但它们的成本较高，且在复杂的电解环境中容易受到腐蚀。

3、ows涉及阴极析氢反应(her)和阳极析氧反应(oer)两个半反应，然而，氢和氧的析出反应速率较慢，这限制了催化效本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，杨木切片的长*宽*高为2～6cm×1～3cm×0.1～0.3cm。

3.根据权利要求1所述木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述脱木质素处理中使用的溶液为高温次氯酸钠水溶液，温度为80～120℃，次氯酸钠浓度为0.1～0.5mol/L；所述保护气氛为Ar2或N2中的一种；所述保护气氛的流量为30～120mL/min。

4.根据权利要求1所述木质炭衍生的自支撑集成电极...

【技术特征摘要】

1.木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，杨木切片的长*宽*高为2～6cm×1～3cm×0.1～0.3cm。

3.根据权利要求1所述木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，所述脱木质素处理中使用的溶液为高温次氯酸钠水溶液，温度为80～120℃，次氯酸钠浓度为0.1～0.5mol/l；所述保护气氛为ar2或n2中的一种；所述保护气氛的流量为30～120ml/min。

4.根据权利要求1所述木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，所述碳化的温度为300～1000℃，其升温速率为1～20℃/min，碳化时间为1～15h。

5.根据权利要求1所述的一种木质炭衍生的自支撑集成电极材料的制备方法，其特征在于，在s2中，所述镍源为硫酸盐、草酸盐、硝酸盐、卤化物、乙酸盐、乙酰丙酮盐水溶性盐中的一种；所述钼源为钼酸盐；溶剂为乙醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n,n-二甲基甲酰胺、乙二胺碱性可溶性溶剂和水溶液中的一种；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建林，张耀，陈冰冰，方建东，史志凯，郭威，牛卓慧，唐正华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：