[发明专利]一种纳米多孔Fe-P-C材料及其制备方法和在电解水制氢中应用

权利要求书

1.一种纳米多孔Fe-P-C材料，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤1，制备Fe-P-C合金条带

将纯Fe和Fe₃P、Fe₃C按比例配好后在氩气电弧炉中溶炼成合金锭，然后使用甩带机将合金锭融化喷出快速冷却成合金条带，其中纯Fe质量百分数为22％-64％，Fe₃P质量百分数为19％-41％，Fe₃C质量百分数为17％-37％，且三种组分相加为100％；制备的Fe-P-C合金条带，Fe的原子含量(摩尔百分数)为80-90％，P的含量为5-10％，C的含量为5-10％，三种原子比相加为百分之百；

步骤2，采用电化学脱合金法制备纳米多孔Fe-P-C材料

将步骤1制备的Fe-P-C合金条带进行恒电位下电化学腐蚀，以Fe-P-C合金条带为工作电极，电位参数为-0.5V～-0.1V，腐蚀时间为600-1600s，电解液为0.1—1M的硫酸水溶液；完成电化学腐蚀后，将样品取出后清洗，真空室温干燥，得到纳米多孔Fe-P-C材料。

2.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Fe-P-C材料，其特征在于，在步骤1中，纯Fe质量百分数为30％-60％，Fe₃P质量百分数为25％-40％，Fe₃C质量百分数为20％-30％。

3.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Fe-P-C材料，其特征在于，在步骤1中，甩带机需要抽到1×10^-3Pa～1×10^-2Pa，铜滚的转速需要控制在3000～4000转/分钟，石英管与炉体内部压差需要控制在0.1Pa～0.5Pa。

4.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Fe-P-C材料，其特征在于，在步骤2中，以甘汞电极为参比电极，铂网为对电极，合金条带为工作电极进行恒电位电化学腐蚀。

5.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Fe-P-C材料，其特征在于，在步骤2中，设置腐蚀电位为-0.3V～-0.1V，时间为1000-1500s，电解液为0.5—1M的硫酸水溶液。

6.一种纳米多孔Fe-P-C材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤1，制备Fe-P-C合金条带

将纯Fe和Fe₃P、Fe₃C按比例配好后在氩气电弧炉中溶炼成合金锭，然后使用甩带机将合金锭融化喷出快速冷却成合金条带，其中纯Fe质量百分数为22％-64％，Fe₃P质量百分数为19％-41％，Fe₃C质量百分数为17％-37％，且三种组分相加为100％；

步骤2，采用电化学脱合金法制备纳米多孔Fe-P-C材料

将步骤1制备的Fe-P-C合金条带进行恒电位下电化学腐蚀，以Fe-P-C合金条带为工作电极，电位参数为-0.5V～-0.1V，腐蚀时间为600-1600s，电解液为0.1—1M的硫酸水溶液；完成电化学腐蚀后，将样品取出后清洗，真空室温干燥，得到纳米多孔Fe-P-C材料。

7.根据权利要求6所述的一种纳米多孔Fe-P-C材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，纯Fe质量百分数为30％-60％，Fe₃P质量百分数为25％-40％，Fe₃C质量百分数为20％-30％。

8.根据权利要求6所述的一种纳米多孔Fe-P-C材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，甩带机需要抽到1×10^-3Pa～1×10^-2Pa，铜滚的转速需要控制在3000～4000转/分钟，石英管与炉体内部压差需要控制在0.1Pa～0.5Pa。