多孔单晶多元合金催化剂及其制备和在HER催化中的应用制造技术

本发明专利技术属于水电解材料领域，具体涉及多孔单晶多元合金催化剂及其制备和在HER催化中的应用，其中，制备步骤为：获得溶解有M1、M2和M3的金属离子的电解液，将载体置于电解液中进行恒流电沉积处理，在载体上沉积形成M1‑M2‑M3多元合金；其中，M1包括锌、镓、铟、锡中的至少一种；M2包括铁、钴、镍、铜、锌、锰、铬中的至少一种；M3包括铂、金、银、钯、铱中的至少一种；M1、M2和M3的金属元素的总种类数在3种以上；将沉积有M1‑M2‑M3多元合金的载体在450~850℃的温度下进行转型处理，随后再在碱液中进行改性处理，即得。本发明专利技术所述的材料可以在酸性、大电流下仍表现出优异的长循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解水制氢催化剂，具体涉及一种酸性her催化材料。

技术介绍

1、氢是一种多功能的能源载体，它可以由多种方法生产，其中由可再生能源如风能、太阳能产生的可再生电力驱动的电解水制氢是一种有效且清洁的方法，是最有希望实现氢能大规模应用以及转移到工业化生产的技术。

2、质子交换膜电解水(pemwe)作为一种先进的电解水技术，它利用超薄质子交换膜传输质子并隔离正负极电极，保证了电解槽的安全问题，并且具有大电流密度、高转换效率等优势，受到了人们的广泛关注。但pemwe的强腐蚀酸性环境使得只有少数贵金属基电催化剂具有优异的活性和稳定性，在阴极的析氢反应（her）中代表性的催化剂为pt/c，但是贵金属的稀缺性导致催化剂的成本较高，在一定程度上限制了pemwe的发展。于是有研究人员提出通过与其他过渡金属合金化形成低贵金属载量的高活性催化剂，当不同的金属或非金属形成合金时，由于化学性质的差异，电子被诱导在金属周围重新分布，掺入少量的过渡金属可以在提高催化活性的同时降低应用成本，是一种可行的方案。

3、多元合金（三种以上金属元素的合金，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔单晶多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，获得溶解有M1、M2和M3的金属离子的电解液，将载体置于电解液中进行恒流电沉积处理，在载体上沉积形成M1-M2-M3多元合金；其中，M1包括Zn、Ga、In、Sn中的至少一种元素；M2包括Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Cr中的至少一种的非贵金属元素；M3包括Pt、Au、Ag、Pd、Ir中的至少一种的贵金属元素；M1、M2和M3的金属元素的总种类数在3种以上；恒流电沉积阶段的电流为5~300 mA/cm2，恒流电沉积的时间为2min~2h；

2.如权利要求1所述的多孔单晶多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述的M1...

【技术特征摘要】

1.一种多孔单晶多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，获得溶解有m1、m2和m3的金属离子的电解液，将载体置于电解液中进行恒流电沉积处理，在载体上沉积形成m1-m2-m3多元合金；其中，m1包括zn、ga、in、sn中的至少一种元素；m2包括fe、co、ni、cu、zn、mn、cr中的至少一种的非贵金属元素；m3包括pt、au、ag、pd、ir中的至少一种的贵金属元素；m1、m2和m3的金属元素的总种类数在3种以上；恒流电沉积阶段的电流为5~300 ma/cm2，恒流电沉积的时间为2min~2h；

2.如权利要求1所述的多孔单晶多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述的m1包含锌；

3.如权利要求1或2所述的多孔单晶多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述的m1、m2和m3的摩尔比为500:1~10:1~10。

4.如权利要求1所述的多孔单晶多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体为碳毡、碳布、碳纸、泡沫...

【专利技术属性】
技术研发人员：周言根，陈慧，赖延清，王梦然，李思敏，李劼，方静，黄子默，洪波，张治安，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：