[发明专利]一种水解制氢用六元高熵泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水解制氢用六元高熵泡沫及其制备方法。属于微纳材料制备技术领域，其由Ni、Fe、Cu、Co、Mo、Pt组成，其中Ni含量为10‑25at％，Fe含量为10‑25at％，Cu含量为10‑25at％,Co含量为10‑25at％，Mo含量为10‑25at％，Pt含量为10‑25at％。本发明还公开了其制备方法。本发明催化的剂载量可达0.8‑3.2mg/cm²,远高于多数纳米催化剂的有效负载量，作为水解制氢催化剂使用时,NiFeCuCoMoPt高熵合金泡沫表面析氢过电位可低至36‑60mV，并且可在工业级别电流密度(500mA/cm²)下稳定工作；同时其制备方法无需采用高温、真空等苛刻环境，方法简单易行，原材料价格低廉。

技术领域

本发明属于微纳材料制备技术领域，涉及一种水解制氢用六元高熵泡沫及其制备方法，具体的是涉及了一种高活性和高稳定性水解制氢用六元高熵泡沫及其制备方法。

背景技术

现有技术中，氢能是最洁净的可再生能源之一，在众多的清洁能源中，氢能无疑最有希望能够在未来替代化石燃料继而构建以氢气为载体的新型绿色能源体系。

氢能源的获得途径很多，其中电解水技术可由可再生能源驱动，是一种生产高纯度氢气的环境友好的技术。但由于析氢反应要求的过电位很大，需要在电极材料上使用催化剂。Pt基材料展示了最为合适的吸附氢自由能(接近0)，助其具备出色的HER催化性能。但是Pt基催化剂不仅价格昂贵，储量稀少，而且HER催化稳定性差。

近年来，通过合金化的方法，将贵金属与非贵金属元素结合制备新型合金材料，以期降低贵金属用量同时保持其优异催化活性，提高催化稳定性。但上述材料大多存在制备过程复杂，催化剂有效担载量低，催化性能有待提高等诸多问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高活性和高稳定性水解制氢用六元高熵泡沫，该材料具有良好的催化活性，可用于高效、稳定的水解制氢技术；本发明的另一目的在于提供一种高活性和高稳定性水解制氢用六元高熵泡沫的制备方法，该制备方法简单，采用其制备的NiFeCuCoMoPt高熵合金同时兼具纳米颗粒和分级多孔结构。

本发明的技术方案是：本发明所述的一种水解制氢用六元高熵泡沫；其原子百分含量的组分具体如下：其中，Ni含量为10-25at％，Fe含量为10-25at％，Cu含量为10-25at％,Co含量为10-25at％，Mo含量为10-25at％，Pt含量为10-25at％。

进一步的，在该水解制氢用六元高熵泡沫中开设有三维连通的微米孔。

进一步的，所述微米孔的孔径是0.2～25um；其孔壁由NiFeCuCoMoPt颗粒堆积构成。

进一步的，所述的NiFeCuCoMoPt颗粒的尺寸在100-300nm。

进一步的，所述水解制氢用六元高熵泡沫催化的剂载量为0.8～3.2mg/cm²，其清洗后活化其表面的析氢过电位低至36-60mV。

进一步的，一种水解制氢用六元高熵泡沫的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤(1)、取络合物(NH₄)₂SO₄、Na₃C₆H₅O₇及H₃BO₃，溶于超纯水中进行拌，制成无色透明溶液；

步骤(2)、取金属盐NiSO₄、Fe₂(SO4)₃、CuSO₄、CoSO₄、Na₂MoO₄及K₂PtCl₄依序溶于无色透明溶液中进行搅拌，从而制成混合溶液；