【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及催化劑，尤其涉及碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑、制備方法及應用。
技術介紹
1、氫氣因其高能量密度和對環境無害的特點，被認為是一種用以應對能源危機很有前景的途徑。堿性電解水可以實現高效且高純度的制氫，過渡金屬電催化劑在堿性溶液中較為穩定，并且在析氫反應中表現出較好的催化活性。
2、目前，鉑基催化劑在堿性電解水的析氫反應中，有著極佳的催化性能，但是由于其高昂的價格，限制了該催化劑規模化的應用，所以，研究出穩定、高性能、低成本的析氫催化劑尤為重要。
技術實現思路
1、基于
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出了碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑、制備方法及應用，該催化劑在10ma/cm2的電流密度下有著極低析氫過電位(44mv)，并且具有穩定性好、易于制備、低成本和無污染等優點。
2、本專利技術提出的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，方法步驟如下：以鎳源、鉬源和泡沫鎳進行水熱反應，再通過ch4n2o進行填埋，并在高溫、氮氣氣氛下進行煅燒，制得碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑。
3、優選地，鎳源為nicl2·6h2o或ni(no3)2·6h2o，鉬源為(nh4)6mo7o24·4h2o。
4、優選地，鎳源和鉬源的摩爾比為1:1-5。
5、優選地，水熱反應的溫度為80-200℃，反應時間2-10h。
6、優選地，ch4n2o的覆蓋量為50-500mg/cm2。
7、優選地，煅燒溫度為500-
8、本專利技術提出的上述方法制備的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑。
9、本專利技術提出的上述碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑在電解水析氫反應中的應用。
10、作用機理
11、本專利技術所制備的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑有著特殊的形貌，圖3中可以看出，水熱之后的形貌呈現為微棒狀，而在使用ch4n2o進行覆蓋填埋煅燒后，形貌呈現條狀蜂窩多孔型，這是由于在進行煅燒時，高溫的環境致使水熱之后形成的微棒結構斷裂，并覆蓋在泡沫鎳表面，而泡沫鎳下方填鋪的ch4n2o發生熱解所生成的nh4和co2，兩種氣體均向上溢出，促使覆蓋在泡沫鎳表面的催化劑呈現條狀蜂窩多孔型。另外，從圖2的xrd中可以看出，在經過煅燒后，微棒型催化劑的斷裂，以及nh4和co2兩種氣體的沖壓，使得泡沫鎳的表面形成了非晶態的nio，非晶態的結構，相較于晶態有著硬度低、比表面積大和化學穩定性好，特別是其含有大量隨機取向的化學鍵和表面暴露的缺陷,可以顯著提高活性位點數量,優化反應物的吸脫附。因此，煅燒后的形貌相較于微棒，在保證較大催化活性面積的同時，還有著優異的穩定性。
12、本專利技術的有益技術效果：
13、本專利技術使用泡沫鎳為基底，有著較高的導電性，并且由于其三維多孔的特殊結構，可以負載更多的催化劑，使ni和mo生長在泡沫鎳上，兩種金屬均有著較低的氫吸附吉布斯自由能，ni和mo之間的協同作用，可以吸附氫原子，并將電荷及時轉移，以形成氫氣，然后在通過碳氮封裝，使其形成穩定的合金結構，并且優化其電子結構，以提高析氫反應的效率。以1mol/l的koh為電解液，石墨棒為對電極，參比電極為hg/hgo，對碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑進行測試，經測試在10ma/cm2的電流密度下，過電位僅為44mv，該催化劑，在高電流密度下表現，依然優異，數據表明，在100ma/cm2的電流密度下，過電位依舊可以保持在125mv以內。
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1.碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，方法步驟如下：以鎳源、鉬源和泡沫鎳進行水熱反應，再通過CH4N2O進行填埋，并在高溫、氮氣氣氛下進行煅燒，制得碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑。
2.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，鎳源為NiCl2·6H2O或Ni(NO3)2·6H2O，鉬源為(NH4)6Mo7O24·4H2O。
3.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，鎳源和鉬源的摩爾比為1:1-5。
4.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，水熱反應的溫度為80-200℃，反應時間2-10h。
5.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，CH4N2O的覆蓋量為50-500mg/cm2。
6.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，煅燒溫度為500-1000℃，煅燒時間為1-5h，升溫速率為1-10℃/min。
7.如權利
8.如權利要求7所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑在電解水析氫反應中的應用。
...【技術特征摘要】
1.碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，方法步驟如下：以鎳源、鉬源和泡沫鎳進行水熱反應，再通過ch4n2o進行填埋，并在高溫、氮氣氣氛下進行煅燒，制得碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑。
2.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，鎳源為nicl2·6h2o或ni(no3)2·6h2o，鉬源為(nh4)6mo7o24·4h2o。
3.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析氫催化劑的制備方法，其特征在于，鎳源和鉬源的摩爾比為1:1-5。
4.根據權利要求1所述的碳氮封裝鎳基二元金屬析...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邱冰冰，張東輝，王言方，楚化強，
申請(專利權)人：安徽工業大學，
類型：發明
國別省市：
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