[发明专利]一种Ag支撑准三维结构嵌入式柔性电极材料的制备方法

说明书

本发明属于能源材料领域，具体涉及一种Ag支撑准三维结构嵌入式柔性电极材料的电化学制备法，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的Ag/Ni₃S₂结构，使其产生所需的催化效果、比表面积、电容量。本发明制备工艺简单，制备出的材料具有多孔孔道，比表面积大，形貌新颖，通过正负电压的调节，可制备出具有不同纳米尺度及形貌、催化性能各异的催化材料，所制备的具有准三维尺度超结构链接的催化材料，并且电极选用可折叠多次的碳布，可推广为柔性可穿戴电极材料，并广泛应用于能源转化与存储、催化等领域。

技术领域

本发明属于能源材料领域，具体涉及一种Ag支撑准三维结构嵌入式柔性电极材料的制备方法。

背景技术

寻找新的可持续和清洁能源是当今世界的重要发展趋势之一。近年来，电化学析氧反应(OER)作为通过水溢出过程获得可再生能源的重要且清洁的途径，是科学界关注的问题之一。OER是决定电解水析出的H₂和O₂的主要控制步骤，由于四个电子的复杂转移过程引起的高过电位，OER成为整体反应的障碍。尽管已知Ru/Ir氧化物是OER的有效催化剂，但它们的高成本和稀缺性阻碍了它们的大规模应用。因此，有效且低成本的OER催化剂的合成变得越来越重要。

到目前为止，过渡金属由于其丰富性和低成本而得到了广泛的研究。过渡金属化合物如裸金属，氧化物，双氢氧化物和硫化物已被证明是OER催化剂的替代材料。此外，材料在高导电性基底(如Ni泡沫和碳布)上的自生长已被证明是提高OER活性的有效手段。构造分层准三维结构可以有效地消除界面电阻产生的过电位。

本专利技术采用不同外加电压电沉积法制备了Ni₃S₂纳米片/Ag纳米粒子准三维电极，用于OER催化。将材料沉积在柔性材料碳布上，结果表明，在碳布和Ag层上生长的Ni₃S₂具有完全不同的形貌。当两层Ni3S2和一层Ag交替电沉积时，Ni₃S₂的最内层呈现片状结构，Ni₃S₂的最外层呈现小粒径的颗粒形状。由于这种独特的3D分层和最外层上的大量活性位点，自支撑电极材料对OER反应表现出极高的催化活性。在10mA cm^-2的电流密度下，Ni₃S₂/Ag的过电位仅为187mV。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种Ag支撑准三维结构嵌入式柔性电极材料的制备方法，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的Ag/Ni₃S₂结构，使其产生所需的催化效果、比表面积、电容量

具体技术方案如下：

一种Ag支撑准三维结构嵌入式柔性电极材料的电化学制备法，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的Ag/Ni₃S₂结构，使其产生所需的催化效果、比表面积、电容量，具体步骤如下：

(1)取适量硝酸银溶解于一定量的去离子水中，去离子水的用量为硝酸银摩尔量的5-10倍，磁力搅拌，混合均匀后，制得溶液A；

(2)取适量氨水溶解于一定量的去离子水中，去离子水的用量为氨水摩尔量的10-20倍，磁力搅拌，混合均匀后，制得溶液B；

(3)取适量十二烷基胺溶解于醇溶液中，醇溶液的摩尔量为十二烷基胺摩尔量的10-20倍，待其完全溶解后，加入一定量十二烷基硫酸钠和一定量的聚乙烯吡咯烷酮，制得溶液C；将A和B混合，缓慢倒入C溶液，超声处理30-60min；静置，得到溶液D；