[发明专利]一种纳米Ag/CoS柔性电极材料的制备方法及应用

说明书

本发明属于能原材料领域，具体涉及一种纳米Ag/CoS柔性电极材料的制备方法及应用，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的纳米Ag/CoS结构，使其产生所需的电催化效果。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，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，并且还是一种潜在的电催化全解水催化剂。

技术领域

本发明属于能源材料领域，具体涉及一种纳米Ag/CoS柔性电极材料，该材料在全解水产氢、产氧方面具有潜在应用空间。

背景技术

对可持续能源供应和环境保护的不断增长的需求促使人们对用于储能和转换的高性能设备进行了深入研究。电化学方法由于高热力学效率和环境因素，可以为能量储存和转换提供有前景的解决方案。具有准三维(3D)电子结构的过渡金属已成为电极材料领域的热门话题，因为他们独特的结构，在导电基材上排列，使得贵金属/过渡自支撑无粘合剂的电极材料显示出显着的效果。

电化学水分解来实现从间歇性源(太阳能和风能)到氢的电能转换被认为最有希望的方法之一。作为基准电催化剂，Pt基材料接近于零过电位是用于析氢反应(HER)的最先进催化剂，Ru/Ir氧化物是最强大的催化剂氧气释放反应(OER)。然而，这些贵重催化剂的稀缺性和成本严重限制了它们的大规模利用。因此，一直致力于探索金属基电催化剂，如过渡金属硫化物/氮化物/磷化物用于HER，以及过渡金属氧化物和(氧)氢氧化物由金属转化而来OER的化合物。

CN109321959A公开了一种纳米Ag嵌入式电极材料的电化学制备法，采用电化学制备法制备多层纳米Ag来支撑Co₃O₄纳米片，在制备Co₃O₄中采用加热条件，这使得Ag纳米棒会在高温下产生团聚，最终导致纳米线的导电能力下降。

CN110010875A公开了一种薄片状硫化钴复合柔性碳布电极材料的制备方法，采用水热方法制备，支撑材料选择C纤维。其存在附着力不够强，循环稳定性不够好的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种Ag支撑CoS嵌入式柔性电极材料的制备，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的Ag/CoS片层结构，使其产生所需的电催化效果。

具体技术方案如下：

一种纳米Ag/CoS柔性电极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取硝酸银溶解于去离子水中，混合均匀，去离子水的用量为硝酸银摩尔量的5-10倍，得溶液A；

(2)取氨水溶于去离子水中，去离子水的用量为氨水摩尔量的10-20倍，混合均匀得溶液B；

(3)取十二烷基磺酸钠溶解于醇溶液中，醇溶液的摩尔量为十二烷基磺酸钠摩尔量的10-20倍，完全溶解得溶液C；将溶液A和B混合后，缓慢倒入C 溶液，超声处理30-60min；静置得溶液D；

(4)将CoCl₂·6H₂O溶解于去离子水中，去离子水的用量为CoCl₂·6H₂O摩尔量的20-30倍，加入1.2倍CoCl₂·6H₂O摩尔量的硫代乙酰胺，磁力搅拌，混合均匀后，制得溶液E；

(5)以碳布作为工作电极，Pt电极作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，通过电沉积法在D溶液中制备原始Ag支撑材料，正负直流电场的电压-1V～ +1V，反应时间为30s-90s；漂洗得产物F；

(6)将产物F放入溶液E中，Pt电极作为对电极，电沉积30s-90s后，漂洗，吹干，得嵌入银的Ag/CoS电极；