[发明专利]CuCo/Ti3

说明书

本发明公开一种CuCo/Ti₃C₂T_x复合材料及其制备方法和应用。制备方法包括如下步骤：于Ti₃AlC₂中，加入LiF和浓HCl，室温搅拌72～75h后，离心，加入插层剂，超声1～2h，再次离心，得Ti₃C₂T_x粉末；将Ti₃C₂T_x粉末超声分散于去离子水中，获得Ti₃C₂T_x黑色溶液；将硝酸铜和硝酸钴加入Ti₃C₂T_x黑色溶液中，超声溶解后，加入碱性物质，所得混合溶液加入到反应釜中，于100℃下，保持4～5h，所得反应物，离心，洗涤，真空干燥，得CuCo/Ti₃C₂T_x复合材料。本发明的CuCo/Ti₃C₂T_x作为电催化水分解的阳极材料，具有较好的催化性能。

技术领域

本发明属于电催化分解水领域，具体将CuCo/Ti₃C₂T_x作为阳极材料，加一定的电压，促进电解池中氧气析出速率，从而提高水分解效率。

背景技术

如今，严重的环境危机迫使研究人员把注意力转向更清洁，更有效的能量转换手段。另一方面，电化学水分解是获取清洁能源的最吸引力的途径之一。然而，由于其反应过程需转移四个电子(2H₂O→O₂+4H⁺+4e)，氧气析出反应(OER)速率缓慢，反应受到严重阻碍。与有效但价格昂贵的RuO₂和IrO₂等贵金属电催化剂相比，将廉价金属应用在电催化水分解领域，将是一项有意义的研究内容。

然而，廉价金属的电催化效果具有一定的局限性，催化效率低，且需要外加电压较大。 Ti₃C₂Tx(MXene)是一种导电性较好，表面有许多-F、-O等电负性较强的基团，容易与金属结合，产生螯合物，以此来促进电子传输效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的之一是将Ti₃C₂Tx(MXene)与含钴和铜的化合物在加热条件下结合在一起，制备具有提高电催化水分解性能的复合材料CuCo/Ti₃C₂Tx。

本发明的目的之二是将CuCo/Ti₃C₂T_x复合材料应用于电催化水分解领域，在电催化阳极水氧化过程，具有相比于单独的钴和铜的电催化效果具有较明显的提高。

本发明采用的技术方案是：CuCo/Ti₃C₂T_x复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)于Ti₃AlC₂中，加入LiF固体，缓慢加入浓盐酸，室温搅拌72～75h后，离心弃上清液，所得产物用去离子水离心洗涤后，加入插层剂，超声1～2h，再次离心，弃上清液，所得产物再用去离子水离心洗涤后，真空干燥，得Ti₃C₂T_x粉末；