[发明专利]一种镍/钼硒化物双功能复合催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种镍/钼硒化物双功能复合催化剂及其制备方法与应用，属于新能源材料与电化学储能技术领域。本发明通过用稀盐酸、去离子水和无水乙醇冲洗泡沫镍，随后将二氧化硒、钼酸钠和醋酸镍溶于去离子水中，并在标准三电极体系中，以石墨棒为对电极，以泡沫镍为工作电极，以银/氯化银为参比电极，通过简单的电沉积方法制备前驱体样品；待电沉积结束后，用去离子水对制备的前驱体样品冲洗、烘干得到所述镍/钼硒化物双功能复合催化剂。本发明设计了一种简单电沉积制备出一种低成本、高效的镍/钼硒化物双功能电催化剂，该材料在析氢反应、析氧反应中表现出较低的过电位和良好的稳定性，适于推广与应用。

技术领域

本发明属于新能源材料与电化学储能技术领域，涉及一种无机纳米催化材料的制备方法，具体公开了一种镍/钼硒化物双功能复合催化剂的制备方法。

背景技术

为应对世界能源危机及气候变化，水裂解制氢被认为是开发清洁、可持续新能源的一种有效策略，制氢领域受到了全世界越来越多的关注。然而，目前水裂解制氢效率相当低，通常需要较高的电压才能使电流密度达到10mA·cm^-2，远远大于理论值1.23V。一般来说，水裂解反应分为阴极发生的析氢反应(HER)和阳极发生的析氧反应(OER)。目前，最先进的HER和OER电催化剂都是基于贵金属或其对应的氧化物(如Pt、Ir、RuO₂等)，这对于广泛的工业化应用是不现实的。另一方面，由于不同的电催化剂需要不同的设备或装配线，因此在两个半反应中使用两种不同的电催化剂会大大提高成本。因此，开发一种对HER和OER都具有高活性的非贵金属双功能电催化剂尤为重要。

近年来，镍基材料由于其优异的性质受到了广泛的探索和研究。在制备镍基催化剂的众多方法中，电沉积法因其制备工艺简单、产出效率高、可控性好而受到广泛关注。然而，与其他方法相比，电沉积制备镍基催化剂时，材料的形貌往往难以控制，表现出更多的惰性电化学性能。因此，通过克服这种方法的缺点，镍基材料的催化性能可能会得到提高，因为这些缺点直接影响材料的比表面积。此外，与氧化镍相比，镍硒化物有望有更多的共价键，高电导率，以表明其可能有更好的催化效率。因此，如果电沉积时能改善硒化镍的形态和催化活性，就有可能制备出一种理想的材料，可以表现出更高的催化性能。

因此，提供一种具有优异性能的镍基硒化物双功能催化剂及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种镍/钼硒化物双功能复合催化剂及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种镍/钼硒化物双功能复合催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)用稀盐酸、去离子水和无水乙醇依次冲洗泡沫镍，以去除表面的氧化层，然后烘干，备用；

(2)在去离子水中加入二氧化硒、钼酸钠和醋酸镍，混合得饱和电解液；

(3)在标准三电极体系中，以石墨棒为对电极，以经步骤(1)清洗处理的泡沫镍为工作电极，以银/氯化银为参比电极，在所述饱和电解液中，通过电沉积制备前驱体样品；

(4)用去离子水对所述前驱体样品进行多次冲洗，然后烘干，即得所述镍/钼硒化物双功能复合催化剂。