【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源材料以及電化學催化，具體涉及一種高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著科技的進步，能源需求一直在上升，目前全球能量來源依舊是以化石燃料為主，化石燃料在能源結構中占比在83.1％以上，太陽能、風能等可再生能源的使用比例在快速上升，但太陽能、風能等可再生能源受時間和空間的限制發展緩慢。通過電解水/海水制氫可以很好的解決太陽能、風能等存在的間歇性、難儲存的問題。
2、但電解水/海水制氫有著制約發展的問題，在電解水/海水的過程中有兩個半反應，析氧反應(oer)和析氫反應(her)，在兩個半反應中，oer涉及多電子轉移過程，動力學反應較慢，嚴重影響電解水/海水制氫效率。在oer過程中，發生四電子質子耦合反應，四個質子脫離兩個水分子，形成一個氧分子，需要較大的過電位才能有效促進反應的進行。
3、層狀雙氫氧化物(ldh)結構的材料由于其豐富的儲量、靈活的可調性和出色的水分解電催化活性，并且ldh材料在堿性介質中容易發生動態表面重構。被認為是一種很有前途的析氧催化劑。但ldh結構催化劑的電導率低、活性位點有限、結構穩定性差、易受氯離子及析氯反應產物次氯酸根離子腐蝕已成為其在水/海水電解中廣泛應用的瓶頸。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供了一種高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑及其制備方法和應用。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：
3、本專利技術技術方案之一：提供一種高熵
4、將硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鐵和硝酸鉀溶于水中，制得電沉積液；利用所述電沉積液通過電沉積的手段在基底上一步沉積得到高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑(crconife-ldh)。
5、本專利技術制備的crconife-ldh插層陰離子為氫氧根(oh-)和少量no3-。
6、本專利技術提供的crconife-ldh中的非晶化可以增加具有長程無序但中短程有序結構的不飽和結構的活性位點。而crconife-ldh中由多個組分組合而成的高熵策略有效地調節了d帶中心，并促進了反應動力學。具有更多活性位點的crconife-ldh表現出比晶態催化劑更高的活性。
7、本專利技術將高熵非晶結構和層狀雙氫氧化物結構進行組合，為高效電解水雙功能催化劑提供了一種最優前景的調控策略。
8、優選地，所述硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳和硝酸鐵的摩爾比為1:1:1:1。
9、優選地，所述硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鐵和硝酸鉀的摩爾比為1:1:1:1:1。
10、本專利技術中硝酸鉀的作用為對催化劑形貌進行調控，k元素并不存在于最終的催化劑中。
11、優選的，所述電沉積的沉積電壓為-1.0v?vs.sce，電沉積總時間為1800s。
12、優選地，所述基底為泡沫鎳(nf)；所述電沉積中工作電極為泡沫鎳，對電極為鉑片，參比電極為飽和甘汞。
13、本專利技術技術方案之二：提供一種根據上述高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法制得的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑。
14、本專利技術技術方案之三：提供一種上述高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑在制備電解水析氧催化劑中的應用。
15、本專利技術的有益技術效果如下：
16、本專利技術提供了一種高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，制得的crconife-ldh為均勻負載在基底上的納米球結構。crconife-ldh的優異催化性能歸因于以下幾個方面：1)催化劑中的多組元協同，穩固催化劑的結構，使催化劑結構穩定；2)crconife-ldh在使用過程中鉻元素會浸出，促進催化劑重構，提供了豐富的活性位點，從而提高了固有的催化活性；3)crconife-ldh在使用過程中浸出的鉻元素會再吸附于催化劑表面形成靜電層，排斥氯離子，從而提高了催化劑的耐腐蝕性。
17、本專利技術提供的制備方法是通過在基底上一步沉積獲得高熵非晶層狀雙氫氧化物催化劑，具有簡單、快速、高效、低成本的優點。拓寬了設計低成本、高性能電催化劑的選擇范圍。本專利技術提供的制備方法過程簡單，不需要復雜的設備和實驗步驟，便于宏量制備。
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1.一種高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳和硝酸鐵的摩爾比為1:1:1:1。
3.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鐵和硝酸鉀的摩爾比為1:1:1:1:1。
4.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述電沉積的沉積電壓為-1.0V?vs.SCE，電沉積總時間為1800s。
5.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述基底為泡沫鎳；所述電沉積中工作電極為泡沫鎳，對電極為鉑片，參比電極為飽和甘汞。
6.一種根據權利要求1～5任一項所述高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法制得的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑。
7.一種權利要求6所述高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑在制備電解水析氧催化劑中的應用。
【技術特征摘要】
1.一種高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳和硝酸鐵的摩爾比為1:1:1:1。
3.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鐵和硝酸鉀的摩爾比為1:1:1:1:1。
4.根據權利要求1所述的高熵非晶層狀雙氫氧化物電催化劑的制備方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張晗明，姚敏，雍正宇，李嘉康，
申請(專利權)人：河北科技大學，
類型：發明
國別省市：
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