[发明专利]一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料及其电解水催化应用

权利要求书

1.一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料，其特征在于，所述电极材料是由表面纳米贵金属富集层、中间纳米多孔非晶过渡层和内部非晶基体层构成的合金薄带，其具有良好的机械弯曲柔性，可180°任意弯曲而不折断，易于制备自支撑电极器件。

2.一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料，其特征在于，所述电极材料的成分由贵金属元素(Pt、Ir或Os)，3d过渡族金属元素(Ni、Fe或Co)以及Nb元素组成。

3.一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料，其特征在于，所述电极材料的表面纳米贵金属富集层呈现由亚微米级0.3-0.5μm的蜂窝状孔道和超细海绵状20-50nm的纳米通孔组成的多级孔结构，该多级孔结构厚度在100-500nm范围内可控。

4.一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料，其特征在于，所述电极材料表面的贵金属(Pt、Ir或Os)在蜂窝状孔道的孔棱上富集，原子百分含量在50-70％。

5.根据权利要求1-4所述的一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料，其特征在于，所述材料的制备方法要点包括：

(1)非晶合金前驱体成分：前驱体合金成分由以下公式表示：MxNbyNz，其中M为3d过渡金属元素Ni、Fe或Co中一种或一种以上，N为贵金属元素Pt、Ir或Os中的一种或一种以上，55≤x≤65，35≤y≤45，0≤z≤5，x+y+z＝100，所标成分为原子百分比。

(2)真空旋淬甩带工艺：铜辊线速度控制在20-35m/s，制备得到的非晶合金薄带的厚度控制在20-50μm，宽度为2-3mm。

(3)脱合金化参数：采用氢氟酸作为腐蚀液，浓度为0.1-1mol/L，脱合金化时间为2-9h，脱合金化温度为0-25℃。

6.根据权利要求1-5所述的一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金电极材料，其特征在于，所述电极材料具有三维自支撑结构，可以直接作为电解水析氢电极，其表现出优异的电催化活性：10mA/cm2电流密度的析氢过电位为17-30mV，塔菲尔斜率为24-43mV/dec。

7.根据权利要求1-5所述的一种贵金属活性位点富集的纳米多孔非晶合金

电极材料，其特征在于，所述电极材料在大电流密度条件下具有优异的稳定性，

在500mA/cm²电流密度条件下可稳定运行时间超过1000小时以上。