[发明专利]NiSeP/NF复合电极材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开NiSeP/NF复合电极材料及其制备方法与应用，包括：泡沫镍基材的处理；Nisubgt;2/subgt;P/NF复合电极材料的制备：将NaHsubgt;2/subgt;POsubgt;2/subgt;水溶液超声处理，转移至反应釜中，将经泡沫镍条也放入反应釜中，经水热反应，得到Nisubgt;2/subgt;P/NF复合电极材料；NiSeP/NF复合电极材料的制备：配制含硒、镍元素的混合液；将得到的含硒、镍元素的混合液转移至反应釜中，再放入Nisubgt;2/subgt;P/NF复合电极材料，进行溶剂热反应，得到NiSeP/NF复合电极材料。本发明NiSeP/NF复合电极材料及其制备方法与应用，制得的NiSeP/NF复合电极材料的价格低廉、析氢过电位低、析氢催化活性高，电极材料制备方法简便、易于操作。

技术领域

本发明属于电催化析氢技术领域，涉及NiSeP/NF复合电极材料及其制备方法与应用。

背景技术

电解水制氢是大规模产氢的重要方法，电解水制氢过程由阳极的析氧反应和阴极的析氢反应组成，其中，阴极的析氢反应是电解水制氢的重要过程。阴极电极的析氢过电位是影响阴极析氢反应的重要因素：析氢过电位越低，阴极制氢反应的阻力越小，电解水制氢的反应效率越高。早期阴极电极材料的主要来源于Pt、Pd等贵金属，但因其价格昂贵，无法大量投入生产。因此，研究廉价并且具备低析氢过电位、高催化活性的阴极电极材料具有重要意义。

近年来，常通过提高电催化析氢活性面积来实现降低析氢电极过电位的目的，如制备多孔电极、复合电极等新型阴极电极材料。现有研究表明：过渡金属镍的析氢活性高，价格低廉，且在碱性环境中具有突出的耐腐蚀性，因而大量的镍基材料被作为析氢电极材料应用于HER(析氢反应)中，如NiW、Ni-Co-Zn、Ni-Mo-Fe-Zn等镍基电极材料，均展现了优良的析氢活性。因此，镍基材料具有巨大的发展潜力成为更符合实际需要的阴极电极材料。

综合上述，针对现有技术的现状和存在的问题，提供一种低析氢过电位、高析氢催化活性、价格低廉的镍基阴极电极材料，对于电解水制氢技术领域的技术发展有重要意义。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供NiSeP/NF复合电极材料及其制备方法与应用，制得的NiSeP/NF复合电极材料的价格低廉、析氢过电位低、析氢催化活性高，电极材料制备方法简便、易于操作，解决了现有技术中存在的阴极电极材料成本高昂、析氢催化活性低的问题。

本发明所采用的技术方案是，NiSeP/NF复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、泡沫镍基材的处理；

S2、Ni₂P/NF复合电极材料的制备：

S21、以NaH₂PO₂·H₂O为原料配制浓度为2mol·L^-1～5mol·L^-1的NaH₂PO₂水溶液；

S22、将得到的NaH₂PO₂水溶液超声处理，然后再转移至反应釜中，将经S1处理得到的泡沫镍条也放入反应釜中，浸渍于超声后的NaH₂PO₂水溶液中，然后密封反应釜，在120℃～140℃的温度条件下进行水热反应12h～14h，反应完成后，打开反应釜釜体，取出反应后的泡沫镍条，将反应后的泡沫镍条经洗涤、干燥后，即得到Ni₂P/NF复合电极材料；

S3、NiSeP/NF复合电极材料的制备：