[发明专利]硒化不锈钢材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种硒化不锈钢材料的制备方法，包括以下步骤：将不锈钢材料与硒源加入加热容器中，密封，在惰性气体气氛中煅烧1～2h，煅烧温度为450～650℃，得到所述硒化不锈钢材料。本发明还公开了由所述方法制备的硒化不锈钢材料，以及其作为电解水、电化学合成、降解有机物的催化剂的应用。本发明的硒化不锈钢材料的制备方法，解决了目前硒化不锈钢电极的制备耗费原材料、硒化效率较差、成本高的问题。

技术领域

本发明涉及电解水催化剂技术领域，具体涉及一种硒化不锈钢材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的不断发展，对于能源需求以及环境污染问题得到了人们的广泛关注。目前，化石燃料的急剧减少以及温室效应给我们人类的发展带来了极大的困难。开发清洁可再生能源已经迫在眉睫。而氢能作为清洁高效的能源，同时燃烧不会产生温室效应，引起了人们的大力探索研究。制取氢气的方法很多，而电解水制氢由于具有产物纯度高，操作方便快捷，同时不易产生污染等优势备受人们的关注。

目前在电催化过程中，电解水制氢还存在许多问题，如过电位大，稳定性差，成本较高。由于电解水是由HER与OER两个半反应构成，而OER在反应过程中需要克服较大的能垒，提高OER电极的性能将有效降低电解水所需电压，显著提高电解水制氢效率。迄今为止，最为有效的商业OER催化剂是以Ru基(Chem.4.1-15.2019)和Ir基(Adv.Mater.2017,29,1702385)组成的化合物。但这些贵金属价格昂贵，资源匮乏以及长期稳定性差等缺点在很大程度上阻碍了大规模的商业化应用。因此，开发新型高效经济的OER催化剂变得尤为重要。目前基于第一排过渡金属的电催化剂(Mn，Fe，Co，和Ni)等已被广泛研究，其氧化物、氢氧化物以及层状双氢氧化物具有优异的性能，而不锈钢作为一种含铁镍的材料，其生产简便，价格低廉，同时已经实现商业化，对其进行改性，提高其OER催化性能，为实现高效的电解水提供了选择。

申请号为CN106268876A的中国专利公开了一种硒化不锈钢泡沫电解水催化材料的制备方法，其是将不锈钢泡沫基底与硒粉或硒酸盐煅烧得到的。但是这种制备方法比较耗费原材料、硒化效率较差，得到的催化电极的性能也不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硒化不锈钢材料的制备方法，以解决目前硒化不锈钢电极的制备耗费原材料、硒化效率较差、成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硒化不锈钢材料的制备方法，包括以下步骤：

将不锈钢材料与硒源加入加热容器中，密封，在惰性气体气氛中煅烧1～2h，煅烧温度为450～650℃，得到所述硒化不锈钢材料。

本发明较佳的实施例中，所述不锈钢为316不锈钢、316L不锈钢或304不锈钢。

本发明较佳的实施例中，所述不锈钢材料为片状或网状。

本发明较佳的实施例中，所述硒源为硒粉、硒酸盐或硒氧化物，所述硒氧化物可为SeO₂。

本发明较佳的实施例中，所述加热容器为石英舟，其能耐高温，且在高温下稳定性好，不与不锈钢或硒粉发生反应。

本发明较佳的实施例中，所述硒粉的量为50～350mg。更优选地，所述硒粉的量为250g。

本发明较佳的实施例中，煅烧温度为550℃，煅烧时间为1h。

本发明较佳实施例中，所述密封具体为：使用石墨板进行密封或使用真空封管机在液氮保护下进行密封。

本发明另一方面还提供了由所述的方法制备得到的硒化不锈钢材料。

此外，本发明还提供了所述的硒化不锈钢材料作为电解水、电化学合成、降解有机物的催化剂的应用。

本发明的有益效果：