[發明專利]一種Ni2

有效

• 申請號: 202111160178.9
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113755887B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李爍爍;洪威;潘永恒;李俊超;盧必娟;游智勇
• 申請（專利權）人: 廣州發展新能源股份有限公司
• 主分類號: C25B11/091
• 分類號: C25B11/091;C25B1/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

本發明公開了一種Ni₂S₃?Co₉S₈復合材料析氫催化劑和制備方法及應用，涉及催化劑領域。制備方法包括：S1、將鎳源、硫源和鈷源分散于有機溶液中，制得前驅體溶液；S2、將所述前驅體溶液經水熱反應，過濾、洗滌和烘干后制得前驅體粉末；S3、將前驅體粉末置于惰性氣氛條件下，煅燒后即得層狀Ni₂S₃?Co₉S₈復合材料析氫催化劑；該析氫催化劑應用于電解水領域。本申請采用制備獲得的前驅體粉末經過煅燒處理后，表面生成多孔結構，有助于析氫速率的加快，同時結構的穩定性高，循環性能優越，原材料低廉易得，制備簡單，適合產業的大規模生成，節約經濟成本。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，尤其涉及一種Ni₂S₃-Co₉S₈復合材料析氫催化劑和制備方法及應用。

背景技術

隨著工業的快速發展與人口數量的急劇增長，對資源的需求量日益增大，目前氫氣是一種較優的清潔能源，相對于風能、潮汐能、核能等新能源，其制備方法相對簡單，且能源燃燒后的產物是水，不產生副產物，符合綠色環保理念。電解水析氫是新一代制備氫染料的重要方法，電流通過水時，在陰極發生還原反應生成氫氣，在陽極則發生氧化反應形成氧氣，該過程能耗較少、成本較低。

析氫反應需要消耗大量的電能，為了促使水分解反應更加節能高效，從節能的角度降低析氫反應所需的過電勢，普遍采用Pt基析氫催化劑提高析氫效率。目前由于Pt元素的含量較少且價格昂貴限制了其應用，難以降低生產成本，無法大規模生產。尋求價格低廉、制造簡單且析氫性能優越的析氫催化劑仍然是電解水研究領域的熱點問題。

發明內容

本發明提供了一種Ni₂S₃-Co₉S₈復合材料析氫催化劑和制備方法及應用，以解決析氫催化劑原料價格昂貴、析氫性能不足的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明實施例目的之一提供了一種Ni₂S₃-Co₉S₈復合材料析氫催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、將鎳源、硫源和鈷源分散于有機溶液中，制得前驅體溶液；

S2、將所述前驅體溶液經水熱反應，過濾、洗滌和烘干后制得前驅體粉末；

S3、將前驅體粉末置于惰性氣氛條件下，煅燒后即得層狀Ni₂S₃-Co₉S₈復合材料析氫催化劑。

通過采用上述方案，采用鎳源、硫源和鈷源預先合成形狀均勻規律、線條排列平整且表面光滑的前驅體粉末，經過煅燒處理過程中，在材料的表面高溫脫去-OH，并形成了多孔結構，使得材料的表面由光滑變得粗糙，使產物在析氫反應的過程中多孔表面成為H2的生成中心，同時多孔結構有利于加速表面氣泡的脫附，加快析氫速率，材料的穩定性好，耐久性能提高；同時該原材料價格低廉、簡單易得，制備步驟和條件簡單，適合產業的大規模生產，節約經濟成本。

作為優選方案，在所述S2中，所述水熱反應的溫度為180℃-220℃，恒溫保持15h-20h；在所述S3中，按照1℃/min-2℃/min的升溫速率升至煅燒溫度，所述煅燒溫度為400℃-500℃，恒溫保持1h-3h。

通過采用上述方案，前驅體溶液在水熱反應的溫度條件下經過長時間的反應，生成具有線條狀堆疊成花形形貌的前驅體粉末，該前驅體粉末的結構復合緊密、分布均勻規律，且表面光滑，經過煅燒溫度條件進行脫-OH處理后，產物的總體形貌基本保持一致，具備較高的結構穩定性，表面產品循環性能優越，表面生成的多孔結構有助于析氫速率的加快。