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一种过渡金属硒化物催化剂及其制备方法与应用技术

技术编号:45542123 阅读:27 留言:0更新日期:2025-06-13 17:45
本发明专利技术涉及纳米材料制备和应用技术领域,尤其涉及一种过渡金属硒化物催化剂及其制备方法与应用,包括:首先将金属镍盐、铁盐、尿素和氟化铵溶解在去离子水中,通过水热法合成镍铁层状氢氧化物纳米片前驱体;其次采用硒化反应制得铁掺杂硒化镍催化剂;利用铁掺杂策略调控硒化镍的电子结构,提高催化性能。制备的铁掺杂硒化镍催化剂用于析氢反应和硫离子氧化反应时具有良好的催化活性。在两电极硫离子氧化耦合制氢电解池中,仅需电压0.439V即可输出电流密度10mAcm<supgt;‑2</supgt;,实现高效节能制氢和硫离子氧化升级为高附加值单质硫产物的目标。本发明专利技术具有制备过程简单可控、原材料价格低廉和易于批量生产等优点,可作为高效的电解水制氢和硫离子氧化反应的催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料制备和应用,尤其涉及一种过渡金属硒化物催化剂及其制备方法与应用


技术介绍

1、随着化石燃料的不断消耗以及环境的日益恶化,人类对可持续清洁能源的需求与日俱增。氢气作为极具潜力的清洁能源,具有能量密度高和环境友好的显著优点,在未来能源转型中发挥着关键作用。传统的氢气生产方式存在生产设备工艺复杂、投资和运营费用高昂等诸多弊端。相较而言,由可再生能源驱动的电催化水分解技术,因操作条件温和、过程简单,成为一种极具前景的高纯度氢气生产技术。然而,该技术面临阳极析氧反应速率缓慢导致的所需较高电压的难题,能耗大幅增加。当前,以具有高催化活性的pt/c、ruo2和iro2为代表的贵金属基材料是实现低能耗的最佳选择,但因其储量少、成本高,严重阻碍了商业化应用。因此,开发高效的电催化系统和廉价的催化剂非常关键。

2、目前,研究人员利用甲醇、甘油、尿素、5-羟甲基糠醛、水合肼等热力学有利的分子的氧化反应替代析氧反应以优化了催化体系和降低能耗。在这些替代反应中,硫离子氧化反应因具有热力学电位低的优点而得到广泛关注。在硫离子氧化反应过程中,多硫化物本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,金属镍盐为硝酸镍或氯化镍,金属铁盐为硝酸铁或氯化铁。

3.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,第一次水热反应的温度和反应时间分别为100-160℃和4-12小时。

4.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,导电基底为泡沫镍、泡沫钴、泡沫铜、泡沫钛、钛网、碳纸、碳布中的一种或几种。

5.根据权利要求1所...

【技术特征摘要】

1.一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,金属镍盐为硝酸镍或氯化镍,金属铁盐为硝酸铁或氯化铁。

3.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,第一次水热反应的温度和反应时间分别为100-160℃和4-12小时。

4.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,导电基底为泡沫镍、泡沫钴、泡沫铜、泡沫钛、钛网、碳纸、碳布中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种过渡金属硒化物催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤3中...

【专利技术属性】
技术研发人员:李瑞庆王晓均谢水香张宇涵张凡万小雨
申请(专利权)人:南通大学
类型:发明
国别省市:

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