[发明专利]贵金属/钼镍类复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种贵金属/钼镍类复合材料及其制备方法和应用，贵金属/钼镍类复合材料包括具有三维结构的钼镍类材料和负载在所述钼镍类材料上的贵金属；所述钼镍类材料包括ABOsubgt;4/subgt;型化合物内核，以及分散在所述ABOsubgt;4/subgt;型化合物内核周边的AB合金和B的氧化物，其中A为铁、钴、镍、铜、锌中的任一种，B为ⅥB族元素。本发明的贵金属/钼镍类复合材料具有贵金属负载量可调、贵金属高度分散的优势，同时具有优异的催化性能，在电解水产氢等领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其是涉及一种贵金属/钼镍类复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

全世界范围的环境压力和能源短缺，对能源系统的升级转型提出了新的要求。氢能作为一种可再生能源，因其在使用过程中清洁无污染，并且具有比化石能源(汽油)高两倍的能量密度，展现出良好的应用前景。电解水制氢是目前环境友好和可持续的制氢方法之一，该方法通过外电压驱动，可将水分解成氢气和氧气，并且不产生任何其他副产物。电解水制氢技术可以与其它新能源技术有效地结合起来，特别是将风能、太阳能产生的电能转换成化学能存储在氢气中，可以实现能源利用率的提高，避免能源浪费，进而实现清洁能源的使用和可持续发展。

然而，与甲烷重整制氢和煤炭气化制氢相比，目前电解水制氢并没有经济优势，其成本大约是其他方法的一到两倍。因此，如何进一步提高电解水产氢的效率使得成本降低是这一领域的重要技术难题。迄今为止，大量的研究都聚焦在低产氢速率(小电流密度，如10mA cm^-2)下具有优异的催化性能，在较高产氢速率(大电流密度，如1000mA cm^-2)下催化性能劣化问题难以克服，不能解决实际应用中提高氢析出效率的需求。因此寻找大电流密度下高催化活性，高稳定性的的电解水催化剂是目前电催化研究的重点和难点。

CN109225257A公开了一种负载型单原子催化剂及其制备方法。所述催化剂是由单分散金属原子均匀地负载在纳米衬底材料表面构成。其制备方法包括：在包含金属盐的电解质溶液中，采用三电极体系进行电化学沉积，以负载有纳米衬底材料的玻碳电极作为工作电极，石墨棒作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极，进行线性伏安扫描，使金属原子单分散、均匀地沉积到纳米衬底材料上，得到所述负载型单原子催化剂。该负载型单原子催化剂结构单一，开发纳米结构丰富的高性能高稳定性的催化剂，对本领域具有重要意义。发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种贵金属/钼镍类复合材料及其制备方法和应用，该贵金属/钼镍类复合材料具有丰富的三维结构，同时具有优异的催化性能。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一方面，提供一种贵金属/钼镍类复合材料，其特征在于，包括具有三维结构的钼镍类材料和负载在所述钼镍类材料上的贵金属；所述钼镍类材料包括ABO₄型化合物内核，以及分散在所述ABO₄型化合物内核周边的AB合金和B的氧化物，其中A为铁、钴、镍、铜、锌中的任一种，B为ⅥB族元素。

AB合金是指含有A和B形成的合金，例如钼镍合金MoNi₄、MoNi₃。

根据本发明的一些实施例，B为钼或钨。

根据本发明的一些实施例，所述三维结构包括棒状、花状或管状。

根据本发明的一些实施例，所述ABO₄型化合物内核为钼酸镍内核，AB合金为钼镍合金，B的氧化物为钼的氧化物。

根据本发明的一些实施例，所述钼的氧化物包括二氧化钼、三氧化钼中的至少一种；所述钼镍合金包括MoNi₄、MoNi₃中的至少一种。