[发明专利]NiWP纳米线及其氧化铝模板水热合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型纳米材料，主要用于水裂解的电催化领域，更加具体地说，涉 及NiWP纳米线及其氧化铝模板水热合成方法。

背景技术

当今世界，经济飞速发展的同时，伴随着能量的大量消耗，不论是高度发达的国家， 还是处于经济飞速发展的期的发展中国家，比如中国，并且随着人口的大量增长，更加 带来了能量消耗的剧增，有效的解决能源问题已经成为当今21世纪人们所面临的最大挑 战之一。氢能以其清洁无污染、高效、可再生、可存储和运输等优点，被视为最理想的 能源载体。氢能和可再生能源结合在一起将形成一个可再生的完整的能源系统，基于这 个能源系统上的经济活动也就是“氢经济”。氢能最有希望代替传统能源，实现能源的 可再生和环保，将人类带入更为文明的明天。电解水制氢可能是实现大规模生产氢的重 要手段。在电解水制氢所消耗的电能中，析氢(HER)和析氧(OER)过电位大约占槽 电压的1/3。电极是电化学反应的场所，其结构的设计、催化剂的选择及制备工艺的优化 一直是电解水技术的关键，它对降低电极成本、提高催化剂的利用率、减少电解能耗起 到极其重要的作用，同时又影响其实用性，即能否大规模工业化。因此，开发能够降低 析氢过电位的新型催化剂，称为各国科研人员争相研究的热门课题。Pt族金属是最早发 现的金属电极，对电解水析氢反应催化活性较高，属于低过电位金属，也是最有效的析 氢电极。电解水制氢早起的阴极材料以Pt及其合金为主，析氢过电位几乎为零，但是铂 的储量并不丰富且价格昂贵，无法推广。因此研究价格低廉、储量丰富、析氢过电位低 的非贵金属合金非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设备成本要求低、制备过程简便 快捷的氧化铝模板化学水浴法制备元素成分为NiWP的纳米线材料的方法，并提供了一种 大的比表面积且具有良好的电催化性能的纳米线结构材料。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

NiWP纳米线及其氧化铝模板水热合成方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将氧化铝模板浸泡在SnCl₂的水溶液中，以使SnCl₂均匀分散在氧化铝模板 中；

步骤2，将步骤1中浸泡过SnCl₂的氧化铝模板浸泡在PdCl₂的水溶液中，以使PdCl₂均匀分散在氧化铝模板中；

步骤3，将经过步骤1和步骤2处理的氧化铝模板转移至由NiSO₄·H₂O、 NaWO₄·H₂O、NaH₂PO₂·H₂O和柠檬酸钠组成的混合水溶液中进行水热反应，反应温度为 70—90摄氏度，反应时间至少2小时，NiSO₄·H₂O浓度为10—15g/L、NaWO₄·H₂O浓度 为30-50g/L、NaH₂PO₂·H₂O为20—25g/L、柠檬酸钠浓度为40—50g/L；

步骤4，将经过步骤3水热反应的氧化铝模板(已经生长有NiWP纳米线)置于氢氧 化钠水溶液中，以使氧化铝模板溶解，即得到NiWP纳米线。

在上述技术方案中，所述步骤1中，SnCl₂浓度为10—15g/L，浸泡时间至少为1min， 优选1—5min。

在上述技术方案中，所述步骤2中，PdCl₂的浓度为1—5g/L，浸泡时间至少为30s， 优选30—80s。

在上述技术方案中，所述步骤3中，反应温度为80—85摄氏度，反应时间为2—3 小时。

在上述技术方案中，所述步骤3中，NiSO₄·H₂O浓度为15g/L、NaWO₄·H₂O浓度为 35-40g/L、NaH₂PO₂·H₂O为22g/L、柠檬酸钠浓度为40g/L。

在上述技术方案中，所述步骤4中，所述氢氧化钠水溶中，氢氧化钠的质量百分数 为1—5wt％。