[发明专利]一种硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法和应用

权利要求书

1.一种硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

将碳化氮和柠檬酸钠混合物在氮气氛围下加热，制备基底材料；其中碳化氮和柠檬酸钠的质量比为(0.4～0.6)：(19.4～19.6)；

将所述基底材料、氯化镍、氯化铁和α-D-葡萄糖混合，超声、离心、干燥得到固体物质，再与双氰胺混合均匀，在氮气氛围下加热，得到镍铁双位点基底材料；其中，所述基底材料、氯化镍、氯化铁、α-D-葡萄糖的质量比为(1.2～1.3)：(0.64～0.68)：(0.36～0.40)：(6.20～6.46)；

将水杨醛亚胺配位体与所述镍铁双位点基底材料加入乙醇中，在氮气氛围下加热，得到水杨醛亚胺修饰的镍铁双位点基底材料；其中所述水杨醛亚胺配位体与所述镍铁双位点基底材料的质量比为(0.4-0.44)：(0.64～0.72)；

将水杨醛亚胺修饰的镍铁双位点基底材料与稳定卡宾混合均匀，并在氮气氛围下加入于甲苯中，静置后将所得产物离心、清洗，得到稳定卡宾镍铁双位点中间体；其中水杨醛亚胺修饰的镍铁双位点基底材料与稳定卡宾的质量比为(0.1～0.14)：(10.14～10.58)；

向硝酸钴和无水乙醇混合物中加入硫代乙酰胺，并在氮气氛围下加入稳定卡宾镍铁双位点中间体，混合后加热，清洗干燥后得到硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂；其中硝酸钴、硫代乙酰胺、稳定卡宾镍铁双位点中间体的质量比为(0.33～0.37)：(0.41～0.43)：(5.7～5.9)。

2.根据权利要求1所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：所述水杨醛亚胺配位体的制备步骤为：

在无氧环境中，取0.6～0.64g 1-甲氧基水杨醛溶于25mL无水乙醇制备试样A，取0.21～0.23g乙二基五胺溶于25mL无水乙醇制备试样B，并使用滴定管以一定的速率将试样A缓缓滴入试样B中。多次过滤得到固体物质，使用无水乙醇离心3～4次，随后将其置于60℃真空烘箱中干燥，得到水杨醛亚胺配位体。

3.根据权利要求1所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：所述稳定卡宾的制备步骤为：

取8.0～8.4g苯并咪唑加入30mL无水四氢呋喃中，缓慢搅拌并依次加入3.0～3.2g氢化钠、6.44～6.60g氯仿和25mL乙腈。将上述混合物置于氮气氛围中搅拌12h，真空抽滤得到固体，置于60℃真空烘箱中干燥，得到稳定卡宾。

4.根据权利要求1所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：制备基底材料时，加热的升温速率为10～12℃/min。

5.根据权利要求1所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：制备镍铁双位点基底材料时，固体物质与双氰胺混合的质量比为1:3～1:5，真空管式炉的升温速率为10～12℃/min。

6.根据权利要求1所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：制备水杨醛亚胺修饰的镍铁双位点基底材料时，加热至160℃，升温速率为5～6℃/min，无水乙醇和无水乙醚的体积比为1:1。

7.根据权利要求1所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于：制备硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂时，加热至160℃，升温速率为5～6℃/min。

8.权利要求1-7任一项所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的应用，其特征在于：将硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂和Nafion、水混合，喷涂在碳纸上，干燥后即得电解水制氢阴极和阳极。

9.根据权利要求8所述的硫化钴沉积稳定卡宾镍铁双位点电解水制氢阴阳极催化剂的应用，其特征在于：阴极和阳极催化剂的负载量分别为0.45～0.55mg/cm²和1.35～1.45mg/cm²。