[发明专利]一种树状的V掺杂的Ni3S2/NF自支撑双功能电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种树状的V掺杂的Ni₃S₂/NF自支撑双功能电极的制备方法，步骤1：将泡沫镍分别置入丙酮和盐酸中清洗去除表面杂质后冲洗并干燥；步骤2：将六水合氯化镍、氯化钒和尿素加入到去离子水中搅拌并溶解得溶液A；溶液A和步骤1所得的泡沫镍置入水热釜中水热反应；冷却至室温并取出泡沫镍清洗后干燥；步骤3：将硫代乙酰胺溶液和步骤2所得的泡沫镍置入水热釜中水热反应；冷却至室温并取出泡沫镍清洗后干燥，得树状的V掺杂的Ni₃S₂/NF自支撑双功能电极。该方法具有制备能耗低、重复性好且产率高等特点，经该方法制得的电极材料具有良好的析氢析氧活性和稳定性。

技术领域

本发明属于水裂解电催化剂技术领域，涉及一种树状的V掺杂的Ni₃S₂/NF自支撑双功能电极的制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，传统化石能源的过度使用，加剧了环境污染及全球气候变暖，迫使人们寻求一种新型可替代能源迫在眉睫。电催化裂解水可将由太阳能、风能和水能等转化而来的电能转化为氢能，因此电解水技术被认为是产生氢气和氧气的有效途径之一。但是，在实际电解水的过程中需要克服较大的能垒，导致能源利用率低。目前，IrO₂、RuO₂和Pt分别被认为是最有效的水分解OER和HER催化剂，但昂贵的价格和较少的储量严重影响了该类材料的广泛应用。因此开发高活性、地壳储量丰富的非贵金属催化剂引起了人们的巨大关注。

近年来，出现了较多高活性的非贵金属基催化剂，例如，高效的水裂解产氢催化剂NiCo₂S₄(Ma L,Hu Y,Chen R,et al.Self-assembled ultrathin NiCo₂S₄nanoflakesgrown on Ni foam as high-performance flexible electrodes for hydrogenevolution reaction in alkaline solution[J].Nano Energy,2016,24:139-147.)；及高效的水裂解产氧催化剂NiFe-OH@Ni₃S₂/NF(Zou X,Liu Y,Li G D,et al.UltrafastFormation of Amorphous Bimetallic Hydroxide Films on 3D Conductive SulfideNanoarrays for Large-Current-Density Oxygen Evolution Electrocatalysis.[J].Advanced Materials,2017,29(22).)。虽然它们在酸性或碱性环境下能够表现出优异的HER或OER性能，但它们的产氢端与产氧端不匹配，在同一电解液中不能同时进行。其次，制备3D多级结构往往需要添加一下形貌调控剂，成本较大。因此，探索无需添加结构调控剂就能形成多级结构的、可在相同工作条件下既能产氢又能产氧的且反应动力学较快的双功能电催化剂仍是一个巨大挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备能耗低、重复性好且产率高的树状的V掺杂的Ni₃S₂/NF自支撑双功能电极的制备方法，其制得的电极材料具有良好的析氢析氧活性和稳定性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种树状的V掺杂的Ni₃S₂/NF自支撑双功能电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将泡沫镍分别置入丙酮和盐酸中清洗去除表面杂质后冲洗并干燥；