[发明专利]一种Ni-Fe-OH/MoS2

说明书

本发明公开了一种Ni‑Fe‑OH/MoS₂/Ni₃S₂的复合纳米片/碳纤维布的制备方法，包括以下步骤：1)配置前驱体溶液；2)放入碳纤维布，进行水热反应，水热反应生成Ni(OH)₂纳米片/碳纤维布；3)将Ni(OH)₂纳米片/碳纤维布与(NH₄)₂MoS₄水溶液进行水热反应，得到MoS₂/Ni₃S₂复合纳米片/碳纤维布；4)将MoS₂/Ni₃S₂复合纳米片/碳纤维布置于预设温度的FeCl₃和NaNO₃的水溶液内，取出清洗干燥后得到最终产物。该制备工艺简单，生产成本低，具有稳定的结构，规则的形貌，较低的过电势和优异的析氢和析氧双重电催化性能，在电催化分解水领域具有很大的应用潜力。

技术领域

本发明属于电催化分解水技术领域，尤其是一种Ni-Fe-OH/MoS₂/Ni₃S₂的复合纳米片/碳纤维布、制备方法及应用。

背景技术

人类能源体系的结构在不断地变化，氢能作为一种可再生能源，具有较高的能量密度、无污染和资源丰富的特点，具有广阔的应用前景。氢在释放能量后的副产物是水，这是个环境友好的过程，因此，对氢能的研究与开发获得了广泛的关注。制氢的方式有多种，其中电解水制氢是一种完全清洁的制氢方式，而铂是常见的一种电解水制氢催化剂，但是由于其价格昂贵，难以回收重复使用等原因，大大制约了其使用，因此开发高效的非贵金属电催化剂，使电解水制氢过程更加高效、经济化是十分关键的科学问题。

纳米材料因其富含活性边缘位点，具有极高的活性而在电解水领域得到了广泛的关注，然而，受其分散性的影响，边缘活性位点难以发挥作用，限制其应用。为了解决上述问题，研究者曾尝试以碳纤维材料作为基底和电极材料。例如中国专利CN107243356A中介绍了一种具有镍钴氮化物三维结构电催化剂及其应用，并且表现出较低的过电势和优异的电催化性能，但是该方法成本较高，且需要在高温的氨气气氛下对镍钴氧化物进行氮化，而众所周知，氨气是一种对人体有害的气体，该方法的安全性及环保性也需要提高。

MoS₂在析氢电极领域得到了广泛的关注，能够有效提高电催化析氢的性能和电极的稳定性。例如，中国专利CN106521545A公开了一种MoS₂-CNT多级纳米结构电解水制氢材料的制备方法，指出与高导电性的碳材料复合对于MoS₂催化剂活性中心的分散及导电性的提高均能起到十分重要的作用，但是该方法工艺复杂，反应时间较长，所获得的复合结构的电解水析氢催化活性虽然较之纯MoS₂有了很大程度上改善，但是其析氧能力需要进一步的提升。目前，开发研究具有析氢和析氧双重催化活性的电催化剂依然是具有挑战性的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种Ni-Fe-OH/MoS₂/Ni₃S₂的复合纳米片/碳纤维布、制备方法及应用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种Ni-Fe-OH/MoS₂/Ni₃S₂的复合纳米片/碳纤维布的制备方法，包括以下步骤：

1)配制前驱体溶液；其中，前驱体溶液中组分如下：10～20mM的乌洛托品，5～10mM的Ni(NO₃)₂，；

2)前驱体溶液内放入碳纤维布，进行水热反应，水热反应生成Ni(OH)₂纳米片/碳纤维布；其中，水热温度为100～160℃，水热时间为10～14h；