[發(fā)明專利]一種高活性富Mn高熵合金電解水催化材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113122875B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 牟娟;李海龍;朱正旺;張海峰
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C25B11/061
• 分類號: C25B11/061;C22C22/00;C25B1/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種高活性富Mn高熵合金電解水催化材料，其特征在于：該合金為Mn_x(FeCoNiCr)_y，所述合金按原子比由以下成分組成：Mn:50％～60％，F(xiàn)e:10％～12.5％，Co:10％～12.5％，Ni:10％～12.5％，Cr:10％～12.5％，其中原子百分比用量為x+y＝1，0.5≤x≤0.6，0.4≤y≤0.5；

所述的高活性富Mn高熵合金電解水催化材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，按照Mn_x(FeCoNiCr)_y合金中各原子比例，分別稱取Mn、Fe、Co、Ni和Cr金屬塊體顆粒；

步驟2，將步驟1配置的金屬塊體顆粒在高真空電弧熔煉爐中進行熔煉，并在銅模坩堝中得到Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金鑄錠；

步驟3，將步驟2中得到的Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金鑄錠置于真空翻轉爐中制備Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金板；

步驟4，將步驟3中的Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金板進行冷軋，得到Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金片；

步驟5，將步驟4中的Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金片在鹽酸溶液中進行化學腐蝕或電化學腐蝕，即制備得到高活性富Mn高熵合金電解水催化材料；

步驟4中，軋制的方向一致，形變量為50％～80％；

步驟(5)中，鹽酸溶液濃度為1mol/L～3mol/L，化學腐蝕時間15s～120s，電化學腐蝕時間為15～120s，電化學腐蝕電流密度為0.1A·cm^-2。

2.權利要求1所述的高活性富Mn高熵合金電解水催化材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，按照Mn_x(FeCoNiCr)_y合金中各原子比例，分別稱取Mn、Fe、Co、Ni和Cr金屬塊體顆粒；

步驟2，將步驟1配置的金屬塊體顆粒在高真空電弧熔煉爐中進行熔煉，并在銅模坩堝中得到Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金鑄錠；

步驟3，將步驟2中得到的Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金鑄錠置于真空翻轉爐中制備Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金板；

步驟4，將步驟3中的Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金板進行冷軋，得到Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金片；

步驟5，將步驟4中的Mn_x(FeCoNiCr)_y高熵合金片在鹽酸溶液中進行化學腐蝕或電化學腐蝕，即制備得到高活性富Mn高熵合金電解水催化材料；

步驟4中，軋制的方向一致，形變量為50％～80％；

步驟(5)中，鹽酸溶液濃度為1mol/L～3mol/L，化學腐蝕時間15s～120s，電化學腐蝕時間為15～120s，電化學腐蝕電流密度為0.1A·cm^-2。

3.根據(jù)權利要求2所述的高活性富Mn高熵合金電解水催化材料的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述的熔煉參數(shù)：

熔煉前要求真空度為2.5×10^-3Pa～5.0×10^-3Pa；

充入0.03～0.05MPa質量百分比99.999％的氬氣作為保護氣氛；

熔煉電流為50～500A；

熔煉時間：10～30s；

熔煉次數(shù)：5～10次。