[發明專利]一種負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810090565.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108425131B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 楊化桂;俎夢楊;劉鵬飛
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C25B11/03
• 分類號: C25B11/03;C25B11/04;C22C19/05;C25D3/56
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 顧雯

1.一種負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系，其特征在于，鎳鉬基合金分子式為MoNi₃和MoNi₄，由前驅體Mo₆Ni₆C大晶胞原位破碎轉變而成，并且由無定形碳相互連接，在泡沫鎳表面覆蓋均勻，保持原有前驅體形貌，以納米顆粒組成棒狀團簇，顆粒尺寸在30～100納米，形狀為不規則球狀，棒狀團簇尺度為0.5～1.5微米；在原位電化學處理過程中在合金表面生成NiOOH和MoO_x氧化成分，作為OER反應的活性物種；得到負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系。

2.一種負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將0.2～0.9g六水合硝酸鎳，0.3～0.7g四水合七鉬酸銨以及0.05～0.25g葡萄糖分散于10～50mL去離子水中，置于聚四氟乙烯內襯的鋼套內，將1～5片一定面積的泡沫鎳放入，在烘箱中150～200℃條件下水熱2～10個小時，自然冷卻至室溫以后，用去離子水將泡沫鎳沖洗干凈，置于60℃烘箱中烘干待用；

(2)取1～5片步驟(1)得到的烘干后泡沫鎳置于管式爐中的石英方舟內，以0.05～0.3Lmin^-1通入充分混合的載氣，反應60～180min，自然冷卻至室溫；

所述管式爐的溫度為500～900℃，所述載氣是氬氣與氫氣的混合氣；

(3)取出石英方舟，可得到負載于泡沫鎳的鎳鉬基碳化物Mo₆Ni₆C，屬立方晶系，在泡沫鎳表面覆蓋均勻，以納米顆粒組成棒狀團簇，顆粒尺寸在30～100納米，形狀為不規則球狀，棒狀團簇尺度為0.5～1.5微米；

(4)將步驟(3)中得到的負載于泡沫鎳的鎳鉬基碳化物Mo₆Ni₆C夾于鉑電極夾作為工作電極，銀-氯化銀電極作為參比電極，石墨棒作為對電極，在堿性電解質溶液中對此三電極體系施加一個正電位，處理時間10～50min之后將泡沫鎳取下，用去離子水進行多次沖洗并置于氬氣氣氛下吹干，即最終得到負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系，其特征在于，所述鎳鉬基合金分子式為MoNi₃和MoNi₄，與無定形碳一起在泡沫鎳表面覆蓋均勻，并且在原位電化學處理過程中在合金表面生成NiOOH和MoO_x氧化成分，作為OER反應的活性物種；得到負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系。

3.根據權利要求2所述的負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳的制備方法，其特征在于，所述的堿性電解質溶液是1.0M KOH，所述的正電位是1.4～1.8V(vs.RHE)。

4.權利要求1所述的負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系的應用，其特征在于，所述負載于泡沫鎳的鎳鉬基合金以及無定形碳體系用于電催化分解水制氧。

5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于，應用方法如下：0.5～1.5摩爾每升氫氧化鉀水溶液為電解液溶液，所述生長于泡沫鎳表面的鎳鉬基合金MoNi₃、MoNi₄以及無定形碳體系作為工作電極，以銀-氯化銀電極為參比電極、石墨棒電極為對電極，測試溫度為15～25℃；在堿性電解質溶液中，當過電位為190mV時，電流密度可達到8～12mA cm^-2，并可保持穩定工作狀態100個小時以上。