[发明专利]一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法

权利要求书

1.一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：在泡沫镍表层原位构筑的纳米多孔NiZnM@NiZn-Ni异质结构，其中M为Fe、Co、Cu、Mo、W中的任意一种，表层为NiZnM，基底层为构筑在泡沫镍表面的两级多孔NiZn-Ni。

2.如权利要求1所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：采用电沉积、热处理和腐蚀的技术制备泡沫镍表面原位构筑的纳米多孔NiZnM@NiZn-Ni异质结构，具体包括以下步骤：

（1）将泡沫镍浸泡在盐酸溶液中进行超声清洗处理；

（2）使用NiSO₄、ZnSO₄、M的硫酸盐或含氧酸盐以及Na₃C₆H₅O₇络合剂组成的混合溶液作为电镀液，采用H₂SO₄溶液调节电镀液的pH，在三电极体系中，采用恒电位方法在泡沫镍表面电沉积高锌含量的合金涂层；

（3）将上述步骤（2）中所得样品在氩气或氮气气氛保护下退火热处理；

（4）将上述步骤（3）中所得样品在氨水、NaOH或KOH溶液中腐蚀得到自支撑分层多孔NiZnM@NiZn-Ni异质结构催化剂。

3.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中泡沫镍首先在1~8 mol/L盐酸溶液中超声5~40 min，然后用去离子水和无水乙醇清洗后晾干。

4.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的混合溶液中，NiSO₄的浓度为0.001~0.02 mol/L，ZnSO₄的浓度为0.1~0.4 mol/L，M的硫酸盐或含氧酸盐为FeSO₄、CuSO₄、CoSO₄、Na₂MoO₄、Na₂WO₄中的任意一种，其浓度为0.01~0.2 mol/L，Na₃C₆H₅O₇浓度为0.25~0.6 mol/L，H₂SO₄溶液的质量分数为1~40 %，pH值为3.0~6.0。

5.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，泡沫镍作为工作电极，Pt片作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，所用电压范围为-1.5~-1.9 V，电沉积时间为0.5~3 h。

6.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中退火热处理温度为400~460 ℃，升温速率为2~10 ℃/min，退火时间为3~12 h。

7.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中氨水、NaOH或KOH溶液的浓度为0.2~6 mol/L，腐蚀温度为20~50℃，腐蚀时间为5~60 h。

8.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：（1）所述电沉积后得到的高锌含量的合金涂层中Ni的原子百分比为2~20 %，M的原子百分比为2~20 %，Zn的原子百分比为60~96 %；（2）所述腐蚀后得到的自支撑分层多孔NiZnM@NiZn-Ni异质结构催化剂中Ni的原子百分比为20~70 %，Zn的原子百分比为15~40 %，M的原子百分比为15~40 %。

9.如权利要求2所述的一类自支撑分层多孔镍基合金异质结构催化剂的制备方法，其特征在于：自支撑分层多孔NiZnM@NiZn-Ni异质结构催化剂，表层为两级多孔网络状NiZnM合金，一级孔壁和孔径尺寸为100~600 nm，二级孔壁和孔径尺寸为3~50 nm，合金层厚度为2~10 μm；基底层为构筑在泡沫镍表面的两级多孔NiZn-Ni，一级孔壁和孔径尺寸为100~900nm，二级孔壁和孔径尺寸为3~100 nm，合金层厚度为5~20 μm。