[发明专利]一种Mo-La/NF析氢材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种Mo‑La/NF析氢材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将钼酸铵、硝酸镧与水混合，分散均匀，得到混合溶液；S2：将所述混合溶液加入反应釜中，并在反应釜中放入泡沫镍作为载体，经水热反应后得到前驱体；S3：将所述前驱体在无氧条件下进行煅烧，即得到所述的Mo‑La/NF析氢材料。与现有技术相比，本发明制备的Mo‑La/NF析氢材料的原料成本低，制备方式简单，析氢材料的Tafel斜率和过电位低，而且非贵金属元素的引入使材料具有良好的稳定性，在碱性溶液中析氢效果良好，有望面向工业化发展。

技术领域

本发明涉及氢能源技术领域，尤其是涉及一种Mo-La/NF析氢材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着化石燃料日益枯竭，各种新能源被不断开发利用。氢能作为一种可再生的二次能源，其来源广、热值高、清洁、燃烧稳定性好，是继化石燃料等非可再生能源之后新一代被广泛采用的能源载体。碱性电解水制氢是通向氢经济最有潜力的技术手段，但因电解过程中析氢、析氧过电位的存在使反应耗能较大。为了降低能耗，开发低成本且具有高催化活性的阴极电极材料具有重要的意义。

CN 108588754A公开了一种用于电催化析氢的钼酸镍/石墨烯复合材料及制备方法。其以石墨烯为基底，加入钼酸镍，用简单的水热法将钼酸镍均匀的复合在石墨烯表面或插入石墨烯片层间，改善石墨烯的团聚现象，合理利用石墨烯的表面积，制备能降低阴极析氢过电位的电极材料。而该技术方案中只能改善局部石墨烯团聚现象，无法根本上解决分布均匀的问题。

CN 108745380A载银二硫化钼纳米管复合电催化析氢材料的制备方法，其是将MoS₂NTs浸渍在Ag⁺溶液中，经超声处理后，再经搅拌，所得产物经离心分离、洗涤、干燥，即获得目标产物MoS₂NTs-Ag复合电催化析氢材料。而该技术方案中采用的原料成本较高，难以实现工业化的推广和生产。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种Mo-La/NF析氢材料及其制备方法和应用，解决了现有技术中制备成本高、制备流程复杂、制备得到的电极在碱性电解液下不稳定的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中Mo-La/NF析氢材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将钼酸铵、硝酸镧与水混合，分散均匀，得到混合溶液；

S2：将所述混合溶液加入反应釜中，并在反应釜中放入泡沫镍作为载体，经水热反应后得到前驱体；

S3：将所述前驱体在无氧条件下进行煅烧，即得到所述的Mo-La/NF析氢材料。

进一步地，S1中所述钼酸铵与所述硝酸镧的摩尔比为1:(1-5)，所述钼酸铵的摩尔量与水的体积之比为1mmol:(15-25)mL。

进一步地，S2中水热反应的温度为150-200℃，反应时间为10-15h。

进一步地，S3中的煅烧温度为300-500℃，煅烧时间为2-4h。

进一步地，S3中所述前驱体在氮气氛围煅烧。

本发明中通过上述方法制备的Mo-La/NF析氢材料，其中Mo中的负载量为15％～20％wt。

本发明中，在限定摩尔范围内随着镧的摩尔量增加，Mo/La的协调作用越来越好，表现为电化学上的性能优异。

将上述方法制备的Mo-La/NF析氢材料应用在电催化析氢反应中，包括以下步骤：将所述Mo-La/NF析氢材料与Nafion溶液混合均匀后，滴涂于玻碳电极上，干燥后得到析氢玻碳电极，作为电催化析氢反应中的工作电极。