[发明专利]木头基多孔活化碳/Ni0.2

说明书

本发明涉及一种木头基多孔活化碳/Ni_0.2Mo_0.8N电催化材料及其制备方法。其技术方案是：将预处理后的木块浸渍于15～30wt％的ZnCl₂溶液中，于105～115℃条件下处理45～50小时，再于高纯氩气气氛和800～900℃条件下热处理2～4小时，洗涤，得到木头基多孔活化碳材料；将Na₂MoO₄·2H₂O和NiCl₂·6H₂O加入到去离子水中，搅拌，搅拌后加入到水热反应釜中，然后加入所述木头基多孔活化碳材料，在150～170℃条件下热处理5～7小时，自然冷却，取出后洗涤和干燥，最后在氨气气氛和550～650℃条件下热处理10～30分钟，制得木头基多孔活化碳/Ni_0.2Mo_0.8N电催化材料。本发明工艺简单、成本低廉和环境友好，所制制品能在酸性和碱性条件下稳定电解水。

技术领域

本发明属于电催化材料技术领域。具体涉及一种木头基多孔活化碳/Ni_0.2Mo_0.8N电催化材料及其制备方法。

背景技术

电解水制备高纯氢被认为是满足日益增长的能源需求的一种有效方法。电解水包含两个半反应：阴极的析氢反应和阳极的析氧反应。因此，研究合成低成本、高性能并且稳定性强的电催化剂对于工业电解水有很大的意义。目前，铂基材料和氧化铱分别在析氢和析氧反应中虽表现出的活性很好，但高昂的成本以及贵金属的稀缺性阻碍了大规模工业应用，故研究和开发低成本、高活性且稳定的非贵金属基电催化剂以应用在实际的工业电解水中成为热点。在众多非贵金属基电解水材料中，过渡金属氮化物、特别是NiMoN类化合物，由于Ni与Mo形成的化合物与活性氢原子结合能适中，利于析氢反应，而氮化物又具有导电性好且耐腐蚀的特性，因而受研究者的广泛关注。

如“一种钒掺杂过渡金属氮化物的制备方法及其应用”(CN110787824A)专利技术，该技术通过水热法在泡沫镍上合成V-NiMoN材料，但泡沫镍在酸性条件下容易溶解，在使用过程中不稳定。

如文献I(Sang H P,Jo T H,Min H L,et al.Highly active and stablenickel-molybdenum nitride(Ni₂Mo₃N)electrocatalyst for hydrogen evolution[J].Journal of Materials Chemistry A,2021,9:4945-4951.)报道，直接将泡沫镍作为镍源，与钼盐以及尿素混合，在氮气气氛下热处理，虽一步合成Ni₂Mo₃N电催化材料，但只能在碱性条件下进行电催化析氢反应。

如文献II(Chang B,Yang J,Shao Y L,et al.Bimetallic NiMoN nanowireswith preferential reactive facet:an ultra-efficient bifunctionalelectrocatalyst for overall water splitting[J].ChemSusChem,2018,11(18):3198-3207.)报道，在使用镍盐和钼盐的基础上还使用了DTAB表面活性剂来合成NiMoN材料，合成步骤比较复杂，且不能在酸性条件下稳定电解水。

如文献III(Yin Z X,Sun Y,Zhu C L,et al.Bimetallic Ni-Mo nitridenanotubes as highly active and stable bifunctional electrocatalysts for fullwater splitting[J].Journal of Materials Chemistry A,2017,5:13648-13658.)报道，先将醋酸镍和氧化钼混合超声，再将混合物在空气中进行热处理，接着在氨气条件下进行热处理，该反应步骤不仅较复杂，且只能在碱性条件下稳定电解水。

发明内容