[发明专利]用于水裂解中超高效析氢反应的基于三维多孔NiSe2泡沫的混合催化剂

权利要求书

1.一种三维(3D)析氢反应(HER)催化剂，包含：

多孔Ni泡沫载体；

位于所述载体上的NiSe₂支架；和

位于所述NiSe₂支架上的具有二元或三元相的层状过渡金属二硫属化物(LTMDC)或第一行TMDC颗粒。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述过渡金属二硫属化物(LTMDC)选自CoS₂、CoSe₂、FeS₂、FeSe₂、NiSe₂、NiS₂、MoS₂、WS₂、MoSe₂、WSe₂、及其组合。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述过渡金属二硫属化物(LTMDC)颗粒的层包括MoS_2(1-x)Se_2x或WS_2(1-x)Se_2x颗粒。

4.根据权利要求3所述的催化剂，其中所述过渡金属二硫属化物(LTMDC)颗粒的层包括垂直取向层或边缘取向层。

5.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述NiSe₂支架包含中孔。

6.根据权利要求4所述的催化剂，其中所述中孔的直径为0.001nm至50nm。

7.根据权利要求4所述的催化剂，其中所述孔包括0.1至50的表面粗糙度(Ra)。

8.根据权利要求4所述的催化剂，其中所述NiSe₂支架包含用于HER的活性边缘位点。

9.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述催化剂具有以下的至少一者：低的起始电势、大的阴极电流密度、小的塔菲尔斜率或大的交换电流密度。

10.一种制备三维析氢反应(HER)催化剂的方法，包括：

布置多孔Ni泡沫载体，

使所述Ni泡沫载体硒化并形成NiSe₂支架；以及

在所述NiSe₂支架上生长层状过渡金属二硫属化物(LTMDC)颗粒，以形成三维析氢反应(HER)催化剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述硒化在Ar气氛中。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述硒化在450℃至600℃下。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述NiSe₂支架是HER活性的，并且所生长的层状过渡金属二硫属化物包含大量的暴露活性边缘位点。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述层状过渡金属二硫属化物颗粒包括MoS_2(1-x)Se_2x颗粒或WS_2(1-x)Se_2x颗粒。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述颗粒的所述生长是以所述NiSe₂支架的垂直层取向的。

16.根据权利要求15所述的方法，其中一层的所述颗粒的厚度为约0.1nm至75nm。

17.根据权利要求10所述的方法，其中所述层状过渡金属二硫属化物(LTMDC)颗粒在450℃至600℃下生长。