[发明专利]一种氮化镍纳米复合电催化材料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种氮化镍纳米复合电催化材料及其制备方法和应用，氮化镍纳米复合电催化材料的结构为六方晶系，颗粒尺寸为100‑200nm，按照下述步骤进行：制备氮化镍纳米材料，氮化镍纳米材料的烧结以及铂纳米颗粒的沉积。该催化剂由氮化镍纳米材料和金属铂颗粒(Ni3N/Pt)复合而成，氮化镍具有高的电导率，与Pt复合可以形成无肖特基势垒阻碍的电子通路，配以合适的金属氢氧化物催化活性位点，可以有效提高电解水过程中的电子转移效率，从而降低电解水制氢的启动过电位和贵金属Pt的消耗。

主权项

1.一种氮化镍纳米复合电催化材料，其特征在于，由氮化镍纳米材料和沉积在氮化镍纳米材料中的铂纳米颗粒组成，氮化镍纳米材料的结构为六方晶系，颗粒尺寸为100‑200nm，铂纳米颗粒尺寸为8—15nm，按照下述步骤进行：步骤1，将镍盐晶体、金属氢氧化物和尿素混合后，向上述混合物中加入无水乙醇搅拌混合均匀后置于150‑200℃温度下反应20‑30h，反应结束后将反应产物超声清洗后置于60‑100℃条件下恒温干燥5‑8h，得到氮化镍粉末；在步骤1中，所述镍盐晶体采用六水合硫酸镍或者六水合氯化镍，所述金属氢氧化物采用氢氧化钠或者氢氧化钾；步骤2，将步骤1得到的氮化镍粉末压制成片状氮化镍，将上述片状氮化镍置于真空管式炉中烧结，烧结条件：真空度为3‑7×10‑4Pa，温度为400‑500℃，保温时间为1‑3h，自然冷却后得到片状氮化镍样品；步骤3，将片状氮化镍样品固定在镍金属片上作为电化学沉积系统的工作电极，用石墨棒和饱和甘汞电极分别作为电化学沉积系统的对电极和参比电极，采用线性扫描伏安法在‑1.8V‑‑0.8V之间来回扫描以在片状氮化镍上沉积制备铂纳米颗粒，扫描速率为3‑8mV/s；在步骤3中，电解液采用1mol/L的KOH水溶液与0.06mol/L的K2PtCl4水溶液的混合溶液，其中，KOH水溶液与K2PtCl4水溶液的体积比为(200‑300)：1。