[发明专利]一种V-FeS/IF电催化材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种V‑FeS/IF电催化材料及其制备方法，属于电催化材料技术领域。通过将偏钒酸钠和硫代乙酰胺均匀分散于分散液中，得到溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮均匀分散于溶液A中，得到溶液B；先将泡沫铁浸入丙酮中超声处理，然后浸入HCl溶液中超声处理，然后继续浸入水中超声处理，最后用水和乙醇交替超声处理；超声处理结束后，干燥得到经过预处理的泡沫铁；将经过预处理的泡沫铁和溶液B进行水热法反应，反应结束后自然冷却，收集固体产物，将所得固体产物经洗涤后干燥，得到V‑FeS/IF电催化材料。本发明所制备的V‑FeS/IF电催化材料结构可控，在碱性溶液中表现出优异的HER电催化性能。

技术领域

本发明属于电催化材料技术领域，涉及一种V-FeS/IF电催化材料及其制备方法。

背景技术

工业第一次革命到今天，科技一次次的被更新，社会发展速度也越来越快，以至于需消耗更多的能源来推动社会的发展。然而到目前为止最主要的能源一直都是在短期内不可再生的化石能源，并且这类化石能源在使用过程中还会分解排放出对环境有害的物质，长期累月使我们面临严重的环境污染问题。这一系列问题已经引起了全球范围的广泛关注，找到可再生清洁环保高效的新型能源来替代储量有限不环保的传统化石能源是当今解决资源与环境问题的首要任务。

风能、太阳能、潮汐能、生物能、核聚变能、氢能等等这些新能源成为新时代重点研究的对象。然而氢能在这些新型能源中占有重要的位置，氢气具有来源广泛、质量轻、良好的导热性、产物无污染等等优点，使得氢气这种新型环保的能源被科研工作者广泛的研究。电催化水裂解是一种很有前途技术可靠的可持续制氢技术，但传统的贵金属基电催化剂虽然有较好的电催化活性，但是因其在地球上的含量低所以价格昂贵，这阻碍了贵金属基催化剂在电催化裂解水领域的发展应用，因此科研工作者大力寻找开发低成本稳定高效的非贵金属催化剂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种V-FeS/IF电催化材料及其制备方法，所制备的V-FeS/IF电催化材料结构可控，在碱性溶液中表现出优异的HER电催化性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种V-FeS/IF电催化材料的制备方法，包括以下步骤：将偏钒酸钠和硫代乙酰胺均匀分散于分散液中，得到溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮均匀分散于溶液A中，得到溶液B；先将泡沫铁浸入丙酮中超声处理，然后浸入HCl溶液中超声处理，然后继续浸入水中超声处理，最后用水和乙醇交替超声处理；超声处理结束后，干燥得到经过预处理的泡沫铁；将经过预处理的泡沫铁和溶液B进行水热法反应，反应结束后自然冷却，收集固体产物，将所得固体产物经洗涤后干燥，得到V-FeS/IF电催化材料。

优选地，偏钒酸钠、硫代乙酰胺、乙烯吡咯烷酮的质量为200～600mg：350～650mg：10～100mg。

优选地，分散液为乙醇和异丙醇的混合溶液；其中，乙醇和异丙醇的体积比为1：(0～4)。

优选地，泡沫铁的预处理过程中：浸入丙酮中的超声处理时间为10～30min；浸入HCl溶液的超声处理时间为10～20min；浸入水中的超声处理时间为10～30min。

优选地，泡沫铁的预处理过程中：用水和乙醇交替超声处理的操作参数包括：超声处理3～5次，每次5～20min；超声处理结束后的干燥温度为20～30℃，时间为8～12h。

优选地，水热法反应的温度为120～180℃，反应时间为3～15h。

优选地，所得固体产物经洗涤后的干燥处理为30～70℃烘干或冷冻干燥3～6h。

优选地，HCl溶液的浓度为3～6mol/L。

本发明公开了采用上述制备方法制得的一种V-FeS/IF电催化材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：