[发明专利]等离子体改性锌掺杂硫化镍的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种等离子体改性锌掺杂硫化镍的制备方法，先将Ni(CHsubgt;3/subgt;COO)subgt;2/subgt;·4Hsubgt;2/subgt;O、Zn(CHsubgt;3/subgt;COO)subgt;2/subgt;·2Hsubgt;2/subgt;O和尿素溶于超纯水中搅拌；再将上述溶液和清洁后的镍泡沫持续加热，反应结束后自然冷却后取出所得NF，用超纯水和乙醇洗涤后在真空炉中干燥；然后将载有前体的泡沫镍浸入Nasubgt;2/subgt;S溶液中，再把溶液置于高压釜中反应，取出泡沫镍洗涤并干燥；最后将合成好的锌掺杂硫化镍转移至介质阻挡放电反应器中心，在交流电压下处理得到PA@Zn‑Nisubgt;3/subgt;Ssubgt;2/subgt;/NF。本发明的产品是一种低成本催化降解联合体系，可用于能源与环境两个方面，提供了锌在水氧化电催化作用下提高硫属化物的活性的新方法。

技术领域

本发明涉及一种等离子体改性方法，具体涉及一种等离子体改性锌掺杂硫化镍的制备方法及应用。

背景技术

由于能源消耗增加和环境污染，必须寻求清洁的可再生能源来替代化石燃料，电化学水分解法是制氢的一种有前途的方式。然而，阳极氧析出反应(OER)受动力学反应缓慢的影响，并且由于涉及用于O-O键形成的四电子转移过程，仍然是改善水分解技术的关键瓶颈。尽管IrO₂和RuO₂是最具活性的OER催化剂，但其稀缺性和高成本严重阻碍了它们的广泛使用，镍由于其对水氧化的催化能力而成为一种有趣的过渡金属元素，并且已投入大量精力来制造在碱性介质中运行的镍基OER催化剂。据报道，元素掺杂可以调节电解质的配价态和化学环境^[128]，并且最近的研究提出，电化学活性元素Zn是提高硫化镍的OER活性的有效掺杂剂。工业生产过程中的废水污染问题也是急需解决的一大难题，特别是印染废水色度大、难降解。因此，也急需寻找出一种催化剂同时满足能源与环保的要求。然而，以前尚未报道使用无毒和非电活性的Zn物种作为促进剂来调节硫化镍的OER活性并同时用于降解染料。在本章中，制备了在NF上支撑的Zn掺杂Ni₃S₂纳米片阵列(Zn-Ni₃S₂/NF)并且经过等离子体改性后在碱性电解质中显示更好的活性和在联合体系下降解染料的较好效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种等离子体改性钼掺杂硫化镍的制备方法，该方法可在泡沫镍上制备高效且稳定的Mo掺杂Ni₃S₂电催化剂，在掺Mo的Ni₃S₂结构中，嵌入Ni₃S₂纳米粒子中的Mo离子形成大量的Mo-S界面部位，不同温度下制备并进行水分解，并将水分解析氢效果最好的用于染料废水的处理。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种等离子体改性锌掺杂硫化镍的制备方法，包括以下步骤：

一种等离子体改性锌掺杂硫化镍的制备方法，包括以下步骤：

步骤一 泡沫镍前驱体的合成：将Ni(CH₃COO)₂·4H₂O、Zn(CH₃COO)₂·2H₂O和尿素溶于超纯水中，搅拌形成澄清溶液；

步骤二 将上述溶液和清洁后的镍泡沫转移到不锈钢高压反应釜中，并在110-130℃下持续加热6-8小时，反应结束后自然冷却；

步骤三 取出所得NF，用超纯水和乙醇洗涤3次，在真空炉中干燥；

步骤四 将载有前体的泡沫镍浸入Na₂S溶液中，然后将该反应后的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，110-130℃下反应3-5h后，取出泡沫镍洗涤并干燥；