[发明专利]一种FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂的制备及应用

权利要求书

1.一种FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂，其特征在于，所述电催化剂包括三维多孔泡沫铜基底以及负载在所述三维多孔泡沫铜基底上的FeCoNiCuMn高熵合金纳米颗粒；所述FeCoNiCuMn高熵合金纳米颗粒的晶体结构为面心立方晶系；其中，Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn的原子比为1∶1∶1∶1∶1。

2.根据权利要求1所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂，其特征在于，所述FeCoNiCuMn高熵合金纳米颗粒的直径为5-20nm。

3.根据权利要求1所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂，其特征在于，所述三维多孔泡沫铜基底的厚度为1.0-2.0mm，孔径为0.1-0.2mm，孔隙率为90％-98％，体积密度为0.1-0.8g cm^-3。

4.根据权利要求1所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂，其特征在于，所述电催化剂驱动电解水析氧反应起始电位为1.2V(vs RHE)，电流密度为100mA cm^-2时的过电位为270-300mV。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以亚铁盐、钴盐、镍盐、铜盐、锰盐为原料，将所述原料与柠檬酸、硼酸、L-型抗坏血酸溶解于离子水中，充分搅拌均匀后得到澄清溶液；

(2)将步骤(1)的溶液置于2-5℃的环境中低温保存备用；

(3)将三维多孔泡沫铜依次于盐酸溶液、去离子水、无水乙醇中进行清洗，之后干燥备用；

(4)将步骤(3)干燥后的三维多孔泡沫铜作为阴极浸入步骤(2)低温保存的溶液中，以石墨电极作为阳极，依次进行电化学沉积处理、干燥处理，制得FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂。

6.根据权利要求5所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述亚铁盐中Fe²⁺、钴盐中Co²⁺、镍盐中Ni²⁺、铜盐中Cu²⁺、锰盐中Mn²⁺的摩尔比为1∶1∶1∶1∶1；所述柠檬酸与所述亚铁盐中Fe²⁺的摩尔比为1∶5；所述硼酸的浓度为40g L^-1，；所述L-抗环血酸的浓度为1.5g L^-1。

7.根据权利要求5所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述三维多孔泡沫铜的尺寸为1×1cm²。

8.根据权利要求5所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述电化学沉积处理中，沉积时间为10min，沉积电压设置为4～8V。

9.一种如权利要求1-4中任一项所述的FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂在电解水析氧中的应用。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，以所述FeCoNiCuMn纳米高熵合金电催化剂为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极，KOH溶液为电解液，建立三电极体系，设置0.2-1.3V的电压窗口，进行电解水析氧。