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CN117165992A - 一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents

一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法及其应用 Download PDF

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CN117165992A
CN117165992A CN202310813875.2A CN202310813875A CN117165992A CN 117165992 A CN117165992 A CN 117165992A CN 202310813875 A CN202310813875 A CN 202310813875A CN 117165992 A CN117165992 A CN 117165992A
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CN
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entropy amorphous
entropy
phosphorus
cnfmpo
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CN202310813875.2A
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张晗明
左立豪
郭军霞
孙金峰
王鹏
张少飞
孟永强
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Hebei University of Science and Technology
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Hebei University of Science and Technology
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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法及其应用,属于新能源材料技术以及电化学催化领域。本发明以若干种非贵金属盐和磷源为原料,利用脉冲电沉积法在泡沫镍上制备高熵非晶电催化剂。本发明的制备原料廉价易得,操作简便,且制备的催化剂表现出优异的电解水催化性能。所述电催化剂具备纳米花的形貌结构。非晶和高熵结构使得电催化剂的电子结构优化,产生更多的活性位点;同时多金属/非金属元素之间的协同作用将进一步提高催化效率,进而大大增强高熵非晶磷氧电催化剂的析氢、析氧和全解水的催化性能。因此,本发明将在电解水制氢领域具备巨大的应用前景。

Description

一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于新能源材料技术以及电化学催化领域,具体涉及一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法及其应用。
背景技术
高熵材料(High-entropy alloys,HEA)是由五种或五种以上元素(每种元素的摩尔量在5%-35%)形成的具有较高熵值的固溶体。高熵合金具有高强度(抗折断)、高韧性(抗形变)、耐高温、耐磨性、耐腐蚀和耐氧化性等特性,在结构材料领域得到了广泛的研究和应用。高熵合金所表现出的独特高熵效应引起世界范围内对于高熵材料的研究热潮,目前高熵材料的研究范围已经从高熵合金扩展到氧化物、氮化物、硼化物、碳化物等领域。高熵材料的制备方法包括固相的常规烧结(Conventional Sintering,CS)、放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)、闪烧(Flash Sintering FS)等。但这些制备方法需要较高的温度,其制备温度超过1000℃,所以对制备所用设备和工艺要求较高。
电催化整体碱性水分解包括阴极上的析氢反应(HER)和阳极上的析氧反应(OER)。但这两种固有反应动力学缓慢和高过电位严重阻碍了电解水工业的发展。目前,铂基和铱/钌基化合物等贵金属基催化剂分别是HER和OER基准电催化剂。但它们的稀缺性、高成本、单催化功能,极大地限制了它们的广泛应用。最近,许多研究人员将重点放在非贵金属催化剂上,以获得高效、耐用和低成本的双功能催化剂,用于整体水分解。其中,过渡金属磷化物由于其高导电性和合适的中间体的吸附能而表现出优异的双功能催化性能,被认为是贵金属电催化剂最有前途的替代品之一。然而,过渡金属磷化物的应用仍有一些亟待解决的问题,如本征活性低、稳定性差,导致其与贵金属电化学性能差距很大。
非晶结构和高熵多组分的组合为高效电解水双功能催化剂提供了一种最有前景的调控策略。尽管高熵非晶磷氧化物在电解水方面显示出优势,但可用于合成高熵非晶磷氧化物的方法非常有限。高熵非晶磷氧化物通常通过水热法、球磨法、热处理和溅射等方法制备,这些方法既不易扩展,也不具有成本效益。而且,这些方法一般不适用于多组分混合金属磷氧化物的制备,导致组分可控的高熵非晶磷氧化物在电催化领域的应用有限。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的为提供一种高熵非晶磷氧化物催化剂的制备方法及其在电解水的应用。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一、制备电沉积液:将若干种金属盐和磷源共同溶于水,加入pH调节剂,超声使其混合均匀,用稀硫酸调节该溶液至pH=2~3得到电沉积液,其中金属离子的比例为等摩尔比;
步骤二、预处理泡沫镍作为工作电极置于上述脉冲电沉积溶液中,石墨和Ag/AgCl电极分别作为对电极和工作电极,脉冲电沉积得到高熵非晶磷氧催化剂。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述金属盐的种类为2-4种,总的金属盐和磷源的摩尔比为1:3.5-4。
本发明技术方案的进一步改进在于:步骤一中所述金属盐选自Co、Ni、Fe、Mn金属盐中的几种;所述磷源为次亚磷酸钠;所述pH调节剂包括硫酸铵和醋酸钠。
本发明技术方案的进一步改进在于:步骤一所述脉冲电沉积溶液中Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O的浓度为1.3~3 mM,NaH2PO2·H2O 的浓度为20.84 mM,(NH4)2SO4的浓度为27.8mM,CH3COONa的浓度为1.1mM。
本发明技术方案的进一步改进在于:步骤二中泡沫镍预处理:泡沫镍的尺寸裁剪为1×2 cm-2,并分别用盐酸溶液、去离子水和乙醇超声20min、10min和5 min,处理好的泡沫镍60 ℃下干燥6 h,作为脉冲电沉积的工作电极备用。
本发明技术方案的进一步改进在于:步骤二中所述脉冲电沉积的高低沉积电位分别设置为-0.8和-1.8 V vs. Ag/AgCl,在每个电位各保持20 s,占空比为0.5,方波循环周期为10~20圈,所得高熵非晶磷氧化物催化剂用大量去离子水和乙醇清洗干净,将电极表面粘附的电沉积溶液冲掉,60 ℃下干燥6 h。
本发明技术方案的进一步改进在于:高熵非晶磷氧化物的形貌特征为纳米花结构。
本发明技术方案的进一步改进在于:制得含有Co、Ni、Fe、Mn、P、O六种元素的高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO。所述高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO具有自支撑效果,所述高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO均匀生长在泡沫镍上。
一种高熵非晶磷氧催化剂的应用,根据上述一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法制得的高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO应用于催化电解水制氢中的析氢/析氧反应。
本发明还提供了采用上述制备方法制备得到的高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO的应用,所述高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO应用于催化电解水析氢、析氧和全解水反应。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供了一种高熵非晶磷氧化物催化剂的制备方法,制得的A-CNFMPO为均匀负载在泡沫镍上的Co、Ni、Fe、Mn、P和O组成。金属元素(Fe、Co、Ni和Mn)和非金属元素(O)的掺入可以有效地调节P和金属原子的电子结构,为电催化HER/OER活性提供了巨大的优势。电催化剂的制备方法为通过脉冲电沉积法在泡沫镍基体上一步沉积获得高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO,具有简单、快速、高效的优点,利用非贵金属制备出来了性能优异稳定性强的电催化剂,解决了目前利用贵金属电催化剂成本大和非贵金属性能差的问题。高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO具有独特的非晶结构、多组分协同效应、良好的电子结构调制和表面活性,具有优异的催化性能,在碱性水中的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)过电位分别低至56 mV和275 mV,而且将其用于整体碱水分解,高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO在碱性水的整体分解中表现出令人满意的长期稳定性,能推动电解水制氢技术的发展与应用。利用非贵金属制备出来了性能优异稳定性强的电催化剂,解决了目前贵金属电催化剂成本高和非贵金属性能差的问题。
本发明将采用脉冲电沉积方法制备高熵非晶磷氧化物,该方法具有简单且可扩展的特点。特别的是,通过控制高低位电压、占空比,使得形核-生长-溶液均匀化三个阶段有序进行,从而有效的降低浓差极化以及减少析氢副反应发生的可能性,改善镀层组分均匀性和开裂行为,提高催化活性。
附图说明
图1为A-CNFMPO、A-CNFPO和A-CNPO电催化剂的XRD图;
图2为A-CNFMPO、A-CNFPO和A-CNPO电催化剂的扫描电镜图和A-CNFMPO电催化剂的透射电镜图像、选取电子衍射图像和高分辨率透射电镜图像;
图3为A-CNFMPO电催化剂的高角环形暗场扫描透射图像和相应的EDS元素映射图像;
图4为A-CNFMPO、A-CNFMPO-2.5和A-CNMPO-3电催化剂在1M KOH中HER(a)和OER(b)的LSV曲线;
图5为A-CNFMPO和A-CNFMPO-无pH调节剂电催化剂在1M KOH中HER(a)和OER(b)的LSV曲线;
图6为A-CNFMPO、A-CNFPO、A-CNPO电催化剂、商业P/C修饰泡沫镍和空白泡沫镍在1M KOH中HER的LSV曲线;
图7为A-CNFMPO、A-CNFPO、A-CNPO电催化剂、商业P/C电极和空白泡沫镍在1M KOH中的HER的过电位柱状图;
图8为实施例1中A-CNFMPO电催化剂的HER计时电位测试;
图9为A-CNFMPO、A-CNFPO、A-CNPO电催化剂、商业RuO2修饰泡沫镍和空白泡沫镍在1M KOH中的OER的LSV曲线;
图10为A-CNFMPO、A-CNFPO、A-CNPO电催化剂、商业RuO2修饰泡沫镍和空白泡沫镍在1M KOH中OER的过电位柱状图;
图11为实施例1中A-CNFMPO电催化剂的OER计时电位测试;
图12为A-CNFMPO||A-CNFMPO电催化剂组成的两电极体系进行的全解水计时电位测试(a)和稳定性测试前后的LSV曲线(b)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
为进一步理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,但并不以任何方式限制本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为可通过常规的商业途径购买得到。
实施例1:高熵磷氧化物A-CNFMPO电催化剂的制备:
(1)泡沫镍的预处理:将预处理泡沫镍的尺寸裁剪为1×2 cm2,并分别用盐酸溶液、去离子水和乙醇超声20、10和5 min,预处理好的泡沫镍60℃下干燥6 h;
(2)电沉积溶液的配制:100mL水中Co(NO3)2·6H2O的浓度1.39mM;Ni(NO3)2·6H2O的浓度1.39mM; FeSO4·7H2O的浓度1.39 mM;MnSO4·H2O的浓度1.39mM;NaH2PO2·H2O的浓度20.84mM;(NH4)2SO4的浓度27.8mM;CH3COONa的浓度1.1mM,用稀硫酸溶液调节最终电沉积溶液的pH为2。
(3)电沉积:以预处理好的泡沫镍作为工作电极,以碳棒作为对电极,以Ag/AgCl作为参比电极。将100mL电沉积溶液装入电解槽中,电解槽至于磁力搅拌器上,温度维持室温,电沉积过程中一直进行磁力搅拌。在电化学工作站的控制电压的脉冲电沉积模式下进行,脉冲电沉积高低沉积电位分别设置为-0.8和-1.8 V vs. Ag/AgCl,在每个电位各保持20s,占空比为0.5,方波循环周期为20圈,脉冲电沉积总时间维持800 s。制备好的样品分别用去离子水和乙醇冲洗半分钟将电极表面粘附的电沉积溶液冲掉,并且在60℃下干燥6h,称重,得样品14.47mg。
实施例2 A-CNFMPO-2.5电催化剂的制备:
(1)泡沫镍的预处理:按照实施例1中步骤(1)中的方法和条件进行;
(2)电沉积溶液的配制:100mL水中1.39 mM Co(NO3)2·6H2O;1.39 mM Ni(NO3)2·6H2O;1.39 mM FeSO4·7H2O;1.39 mM MnSO4·H2O;20.84 mM NaH2PO2·H2O;27.8mM (NH4)2SO4;1.1mM CH3COONa,用稀硫酸调节电沉积溶液的pH为2.5。
(3)电沉积:按照实施例1中步骤(3)中的方法和条件进行。最终得到产品12.35mg。
实施例3 A-CNFMPO-3电催化剂的制备:
(1)泡沫镍的预处理:按照实施例1中步骤(1)中的方法和条件进行;
(2)电沉积溶液的配制:100ml水中1.39 mM Co(NO3)2·6H2O;1.39 mM Ni(NO3)2·6H2O;1.39 mM FeSO4·7H2O;1.39 mM MnSO4·H2O;20.84mM NaH2PO2·H2O;27.8mM (NH4)2SO4;1.1mM CH3COONa,用稀硫酸溶液调节最终电沉积溶液的pH为3。
(3)电沉积:按照实施例1中步骤(3)中的方法和条件进行。最终得到产品10.64mg。
实施例4 A-CNFPO电催化剂的制备:
(1)泡沫镍的预处理:按照实施例1中步骤(1)中的方法和条件进行;
(2)电沉积溶液的配制:100mL水中Co(NO3)2·6H2O的浓度为1.85mM;Ni(NO3)2·6H2O的浓度为1.85mM; FeSO4·7H2O的浓度为1.85mM;NaH2PO2·H2O的浓度为20.84 mM;(NH4)2SO4的浓度为27.8mM; CH3COONa的浓度为1.1mM,最终用稀硫酸溶液调节电沉积溶液的pH为2。
(3)电沉积:按照实施例1中步骤(3)中的方法和条件进行。最终得到产品10.18mg。
实施例5 A-CNPO电催化剂的制备:
(1)泡沫镍的预处理:按照实施例1中步骤(1)中的方法和条件进行;
(2)电沉积溶液的配制:100mL水中,Co(NO3)2·6H2O的浓度为2.78mM;Ni(NO3)2·6H2O的浓度为2.78mM; NaH2PO2·H2O的浓度为20.84 mM;(NH4)2SO4的浓度为 27.8mM;CH3COONa的浓度为1.1mM,最终溶液由稀硫酸调节最终电沉积溶液的pH为2。
(3)电沉积:按照实施例1中步骤(3)中的方法和条件进行。最终得到产品8.26mg。
实施例6 A-CNFMPO-无pH调节剂电催化剂的制备;
(1)泡沫镍的预处理:按照实施例1中步骤(1)中的方法和条件进行;
(2)电沉积溶液的配制:100mL水中Co(NO3)2·6H2O的浓度1.39mM;Ni(NO3)2·6H2O的浓度1.39mM; FeSO4·7H2O的浓度1.39 mM;MnSO4·H2O的浓度1.39mM;NaH2PO2·H2O的浓度20.84mM,用稀硫酸溶液调节最终电沉积溶液的pH为2。
(3)电沉积:按照实施例1中步骤(3)中的方法和条件进行。最终得到产品5.07mg。
图1分别为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂、实施例4所得A-CNFPO电催化剂和实施例5所得A-CNPO电催化剂的XRD图。通过与标准泡沫镍卡片对比,除了泡沫镍的(111)、(200)和(220)晶面的峰外没有其他衍射峰(PDF#04-0850),所制备的电催化剂皆为非晶结构。该结构有利于产生更多的缺陷,一方面缺陷位点可以调整电催化剂局部电子结构,优化电极表面吸附能,从而降低电解水反应能垒;另一方面,缺陷位点可以直接作为反应活性位点,参加电催化反应过程。
图2分别为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂(a)、实施例4所得A-CNFPO电催化剂(b)和实施例5所得A-CNPO电催化剂(c)的扫描电镜图和实施例1所得A-CNFMPO电催化剂的透射电镜图像(d)、选取电子衍射图像(e)和高分辨率透射电镜图像(f)。
从图2a可以看出A-CNFMPO电催化剂呈现覆盖纳米片状结构的微球状颗粒,从图2b和图2c可以看出A-CNFPO电催化剂和A-CNPO电催化剂具有相似的形态,但它们分别具有更短和更拥挤的纳米薄片以及更大的球形颗粒,使得比表面积更小,导致活性位点更少,传质效率更低。图2d中的透射电镜图像可以明显观察出来微球上负载纳米片的形貌结构,这与图2a观察到的一致。图2e的选取电子衍射图像只表现出来一个大的衍射晕,而且图2f的高分辨率透射电镜图像观察不到衍射条纹,这些都证明了制备出来的A-CNFMPO电催化剂表现出来非晶结构,这与图1的XRD结果一致。
图3为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂的高角环形暗场扫描透射图像和相应的EDS元素映射图像。Co、Ni、Fe、Mn、P和O各个元素能够均匀的存在于电催化剂表面,表现出来A-CNFMPO电催化剂具有高熵结构。
电催化测试在1M KOH溶液中用三电极体系测试线性扫描伏安法LSV曲线和计时电位测试曲线,三电极分为工作电极,参比电极和对电极。其中,参比电极为Hg/HgO电极,对电极为铂电极和石磨棒电极,工作电极为实施例1和实施例2、3、4、5的电催化剂,线性扫描循环伏安曲线的扫描速率为5mV/s;极化曲线图中的电位由Hg/HgO电极转换为标准氢电极ERHE,其转换关系为:ERHE=(EHg/HgO+0.098+0.059pH)V,在1M KOH条件时pH=14。
图4为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂、实施例2所得A-CNFMPO-2.5电催化剂和实施例3所得A-CNFMPO-3电催化剂在1M KOH中HER(a)和OER(b)的LSV曲线。根据LSV曲线可以明显观察到相比于A-CNFMPO-2.5和A-CNFMPO-3电催化剂, A-CNFMPO电催化剂具有优异的析氢析氧性能。表明在pH=2的溶液环境下制备的A-CNFMPO对催化性能影响更为优异。
图5为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂、实施例6所得A-CNFMPO-无pH调节剂电催化剂在1M KOH中HER(a)和OER(b)的LSV曲线。根据LSV曲线可以明显观察到相比于A-CNFMPO-无pH调节剂电催化剂,A-CNFMPO电催化剂具有更大的最大电流密度,表现出优异的析氢析氧性能。这主要是因为在电沉积过程中,添加pH调节剂能够缓解局部pH变化所带来的不利影响,从而使得在pH调节剂的溶液环境下制备的A-CNFMPO能够表现出更好的催化性能。
图6为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂、实施例4所得A-CNFPO电催化剂、实施例5所得A-CNPO电催化剂、商业P/C修饰泡沫镍和空白泡沫镍在1M KOH中HER的LSV曲线。根据LSV曲线作得各电催化剂在电流密度10mA cm-2、50 mA cm-2和100 mA cm-2下催化析氢的过电位,过电位柱状图如图7所示,从图7得出A-CNFMPO电催化剂在电流密度为10mA cm-2、50 mAcm-2和100 mA cm-2的工作条件中,过电位比其余电催化剂低,表明A-CNFMPO电催化剂有着优异的催化析氢性能。
对实施例1所得A-CNFMPO电催化剂进行电解水催化析氢稳定性测试,A-CNFMPO电催化剂的HER计时电位测试如图8所示。在50 mA cm-2的电流密度下,进行长达15h的计时电位测试下,电催化性能没有明显衰减,表面A-CNFMPO电催化剂有着优异的HER耐久性。
图9为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂、实施例4所得A-CNFPO电催化剂、实施例5所得A-CNPO电催化剂、商业RuO2修饰泡沫镍和空白泡沫镍在1M KOH中OER的LSV曲线。根据LSV曲线作得各电催化剂在电流密度10mA cm-2、50 mA cm-2和100 mA cm-2下催化析氧的过电位,过电位柱状图如图10所示,从图10得出A-CNFMPO电催化剂在电流密度为10mA cm-2、50mA cm-2和100 mA cm-2的工作条件中,过电位比其余电催化剂低,表明A-CNFMPO电催化剂有着优异的催化析氧性能。
对实施例1所得A-CNFMPO电催化剂进行电解水催化析氧稳定性测试,A-CNFMPO电催化剂的OER计时电位测试如图11所示。在50 mA cm-2的电流密度下,进行长达15h的计时电位测试下,电催化性能没有明显衰减,表面A-CNFMPO电催化剂有着优异的OER耐久性。
图12为实施例1所得A-CNFMPO电催化剂组成的两电极体系A-CNFMPO||A-CNFMPO进行的全解水计时电位测试(a)和稳定性测试前后的LSV曲线(b)。由图a可知,在12h的计时电位测试下,A-CNFMPO||A-CNFMPO电催化全解水性能几乎没有衰减,表现出良好的电解水长期稳定性;而且从图12b中可知稳定性测试前后的LSV曲线几乎完全重合,当电流密度达到10 mA cm-2时仅需1.60V的低电压。
综上所述,本发明利于一步脉冲电沉积法制备了均匀负载在泡沫镍上的高熵非晶A-CNFMPO电催化剂。对A-CNFMPO电催化剂、A-CNFPO电催化剂和A-CNPO电催化剂进行了形貌和性能的表征,结果显示A-CNFMPO电催化剂具有大的比表面积,这更有利于在电解水时进行快速的传质过程;而且A-CNFMPO电催化剂在析氢、析氧和全解水时的过电位都最小,活性最高,表面本发明的A-CNFMPO电催化剂在非晶和高熵的作用下,优化电子结构,产生更多的活性位点同时元素之间的协同作用将进一步提高催化效率,进而大大增强高熵非晶A-CNFMPO电催化剂的催化性能。
以上对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一、制备电沉积液:将若干种金属盐和磷源共同溶于水,加入pH调节剂,超声使其混合均匀,用稀硫酸调节该溶液至pH=2~3得到电沉积液,其中金属离子的比例为等摩尔比;
步骤二、预处理泡沫镍作为工作电极置于上述电沉积溶液中,石墨和Ag/AgCl电极分别作为对电极和参比电极,电沉积得到高熵非晶磷氧催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:所述金属盐的种类为2-4种,总的金属盐和磷源的摩尔比为1:3.5-4。
3.根据权利要求2所述的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:步骤一中所述金属盐选自Co、Ni、Fe、Mn金属盐中的几种;所述磷源为次亚磷酸钠;所述pH调节剂包括硫酸铵和醋酸钠。
4.根据权利要求3的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:步骤一所述脉冲电沉积溶液中Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O的浓度为1.3~3mM,NaH2PO2·H2O 的浓度为20.84 mM, (NH4)2SO4的浓度为27.8 mM,CH3COONa的浓度为1.1mM。
5.根据权利要求1所述的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:步骤二中泡沫镍预处理:泡沫镍的尺寸裁剪为1×2 cm-2,并分别用盐酸溶液、去离子水和乙醇超声20min、10min和5 min,处理好的泡沫镍60 ℃下干燥6 h,作为脉冲电沉积的工作电极备用。
6.根据权利要求5所述的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:步骤二中电沉积为脉冲电沉积,所述脉冲电沉积的高低沉积电位分别设置为-0.8和-1.8 V vs. Ag/AgCl,在每个电位各保持20 s,占空比为0.5,方波循环周期为10~20圈,所得高熵非晶磷氧化物催化剂用去离子水和乙醇清洗,60 ℃下干燥6 h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:高熵非晶磷氧化物的形貌特征为纳米花结构。
8.根据权利要求7所述的一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法,其特征在于:制得含有Co、Ni、Fe、Mn、P、O六种元素的高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO,A-CNFMPO均匀生长在泡沫镍上,A-CNFMPO具有自支撑效果。
9.一种高熵非晶磷氧催化剂的应用,其特征在于:根据上述一种高熵非晶磷氧催化剂的制备方法制得的高熵非晶磷氧化物催化剂A-CNFMPO应用于催化电解水制氢中的析氢/析氧反应。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118756214A (zh) * 2024-06-28 2024-10-11 哈尔滨工业大学 一种用于电解海水制氢的高效稳定催化剂及其快速合成方法

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