[發(fā)明專利]一種MXene/Ni3 有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810993871.6 | 申請日： | 2018-08-29 |
| 公開（公告）號： | CN108977849B | 公開（公告）日： | 2020-02-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孫劍輝;禹崇菲;鐵璐娜;譚露;楊絲雨;陳慧;孫茹婭 | 申請（專利權(quán)）人： | 河南師范大學(xué) |
| 主分類號： | C25B11/06 | 分類號： | C25B11/06;C25B1/04 |
| 代理公司： | 新鄉(xiāng)市平原智匯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41139 | 代理人： | 路寬 |
| 地址： | 453007 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 mxene ni base sub | ||
本發(fā)明屬于電催化材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MXene/Ni3S2電極及其制備方法和在電催化制備氫氣中的應(yīng)用。制備方法包括以下步驟：將2g Ti3AlC2緩慢加入到40ml 40wt%HF溶液中，在200r/min下磁力攪拌24h；然后3500r/min下離心2min，倒去上清液，加水再次離心，如此重復(fù)多次，直至pH約為中性；收集下部沉淀物60℃下真空干燥，取烘干沉淀0.5g和0.25g CTAB于15mL脫氧水中攪拌3h，之后在上述溶液中加入6~12mmol硫代乙酰胺和一片泡沫鎳?yán)^續(xù)攪拌3h；最后，將混合溶液轉(zhuǎn)移至高溫高壓反應(yīng)釜中于160℃下反應(yīng)4h，自然冷卻后，將泡沫鎳用去離子水和無水乙醇依次清洗后在60℃下干燥，即得。MXene/Ni3S2電極具有在10mV cm?2電流密度下接近于商業(yè)鉑碳催化劑的低過電位和45mV dec?1的低塔菲爾斜率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電催化材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MXene/Ni3S2電極及其制備方法和在電催化制備氫氣中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
為了應(yīng)對化石燃料日益減少所帶來的全球能源危機(jī)的挑戰(zhàn)，我們正致力于尋找可替代的、可持續(xù)的和可再生的能源資源。氫作為一種零碳足跡的能源，在滿足環(huán)境友好需求方面具有突出的優(yōu)勢，其來源之一是電催化析氫反應(yīng)。電分解水法是生產(chǎn)高純氫氣的一種有效、清潔、成熟的技術(shù)途徑，而尋找到優(yōu)良性能的電催化劑則是前提。目前，用于電催化析氫的最佳電催化劑是商業(yè)化鉑碳催化劑，但由于稀缺性和高成本使得其在實(shí)際能源系統(tǒng)中的大規(guī)模應(yīng)用不切實(shí)際，迫切需要開發(fā)儲量豐富、性能穩(wěn)定、低成本的電催化劑來替代貴金屬。近期， MXene作為一種新興的二維材料，具有高電導(dǎo)率、高親水界面、優(yōu)良的電催化活性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和豐富的活性中心等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用到電催化析氫反應(yīng)中。然而，超薄的MXene納米片在材料的制備過程中很容易重新組裝，為了解決這一難題，需要引入填充物來保持其電化學(xué)性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種MXene/Ni3S2電極及其制備方法和在電催化制備氫氣中的應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種MXene/Ni3S2電極的制備方法，包括以下步驟：將2g Ti3AlC2緩慢加入到40 ml 40wt%HF溶液中，在200 r/min下磁力攪拌24h；然后3500 r/min下離心2min，倒去上清液，加水再次離心，如此重復(fù)多次，直至pH約為中性；收集下部沉淀物60 ℃下真空干燥，取烘干沉淀0.5 g和0.25 g CTAB（十六烷基三甲基溴化銨）于15 mL脫氧水中攪拌3 h，之后在上述溶液中加入6~12 mmol硫代乙酰胺和一片泡沫鎳?yán)^續(xù)攪拌3 h；最后，將混合溶液轉(zhuǎn)移至高溫高壓反應(yīng)釜中于160℃下反應(yīng)4 h，自然冷卻后，將泡沫鎳用去離子水和無水乙醇依次清洗后在60℃下干燥，即得MXene/Ni3S2電極。
本發(fā)明的MXene/Ni3S2電極可以應(yīng)用在電催化制備氫氣中。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明制得的MXene/Ni3S2電極具有在10 mV cm-2電流密度下接近于商業(yè)鉑碳催化劑的低過電位和45 mV dec-1的低塔菲爾斜率，在電催化析氫反應(yīng)中有著較大的應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為MXene/Ni3S2納米片電極的X射線衍射譜圖；
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