[发明专利]一种碳纳米纤维担载Ni3

说明书

本申请涉及电催化剂材料领域，具体公开了一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂及其制备方法和应用，碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂的制备方法包括以下步骤：将物质的量之比为1：(1.5～3.5)mol的镍源和碳源混合研磨后转移至小瓷舟中，将0.05～0.015mol次磷酸钠置于大瓷舟的一端，将小瓷舟套入大瓷舟中置于磷源另一端，并盖上盖板；将瓷舟置于管式炉中，磷源放置在气流上游，在惰性气氛下高温煅烧混合物，得到碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂。本申请一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂具有价格低廉、导电性能优良的优点。

技术领域

本申请涉及电催化剂材料领域，具体涉及一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

化石能源枯竭、生态环境恶化、极端气候频发等问题极大地促进了人们对可再生能源的高度重视和大力开发。氢气由于其高能量密度被认为是最环保的能源，通过电化学技术将水分解转化成易于储存和运输的氢气，是一种缓解当前环境污染和能源危机颇有前景的策略。电催化析氢是水裂解过程的阴极反应，也是获得高纯度氢气并实现可持续分布式存储的重要途径。商业化铂碳作为极具潜力的催化剂表现出优异的电催化活性，但其价格昂贵，储量有限，限制了大规模的应用。

因此，探索一种可替代贵金属的催化剂势在必行。

发明内容

为了提供一种可替代贵金属的催化剂，本申请提供一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂及其制备方法和应用。

第一方面，本申请提供一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂的制备方法，采用以下技术方案：

一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将物质的量之比为1：(1.5～3.5)mol的镍源和碳源混合研磨后转移至小瓷舟中，将0.05～0.015mol次磷酸钠置于大瓷舟的一端，将小瓷舟套入大瓷舟中置于磷源另一端，并盖上盖板；

步骤二：将瓷舟置于管式炉中，磷源放置在气流上游，在惰性气氛下高温煅烧混合物，反应温度为750～900℃并保温2.5～3.5h，得到碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂。

可选的，所述镍源为六水合氯化镍、六水合硝酸镍、六水合硫酸镍的任意一种或几种。

可选的，所述碳源为三聚氰胺、双氰胺、尿素的任意一种或几种。

第二方面，本申请提供一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂，采用以下技术方案：

一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂，采用上述一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂的制备方法制备得到。

可选的，所述碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂的结构为Ni₃P/Ni异质纳米颗粒锚定在碳纳米纤维内部。

可选的，所述Ni₃P/Ni异质纳米颗粒的粒径为10～20nm。

可选的，所述碳纳米纤维直径为490～510nm。

第三方面，本申请提供一种碳纳米纤维担载Ni₃P/Ni异质纳米颗粒电催化剂的应用，采用以下技术方案：