[发明专利]一种Ag支撑MnS嵌入式柔性电极材料的制备方法及应用

说明书

本发明属于能源材料领域，具体涉及一种Ag支撑MnS嵌入式柔性电极材料制备方法，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的纳米Ag/MnS结构，使其产生所需的电催化效果、比表面积、电容量。本发明制备工艺简单，制备出的材料具有多孔孔道，比表面积大，形貌新颖，通过正负电压的调节，可制备出具有不同纳米尺度及形貌、催化性能各异的催化材料，并且电极选用可折叠多次的碳布，可推广为柔性可穿戴电极材料，并广泛应用于能源转化与存储、全解水产氢、产氧等领域。

技术领域

本发明属于能源材料领域，具体涉及一种Ag支撑MnS嵌入式柔性电极材料，该材料不仅能够满足电容性储能材料的应用，还可在全解水产氢、产氧方面具有潜在应用空间。

背景技术

由于大量化石燃料的使用造成了能源消耗和环境问题不断增加，寻求一些有效的方法来实现太阳能，电力等清洁能源的利用和转化是非常迫切的。其中，通过电将水分解为氢气和氧气是解决未来化学燃料短缺和减少化石燃料消耗相关的环境污染的最重要的方法之一。水分解是由两个半反应组成，即析氢反应(HER)和析氧反应(OER)。

到目前为止，过渡金属由于其丰富性和低成本而得到了广泛的研究。过渡金属化合物如裸金属，氧化物，双氢氧化物和硫化物已被证明是OER催化剂的替代材料。此外，材料在高导电性基底(如Mn泡沫和碳布)上的自生长已被证明是提高OER活性的有效手段。构造分层柔性多层结构可以有效地消除界面电阻产生的过电位。

CN109321959A公开了一种纳米Ag嵌入式电极材料的电化学制备法，制备Co₃O₄采用加热条件，这使得Ag纳米棒会在高温下产生团聚，最终导致纳米线的导电能力下降。

CN107275577A公开了一种柔性电极材料及其制备方法和应用，通过静电纺丝的方法制备柔性电极，静电纺丝需要受外界影响较大，且产率低，在柔性材料内部没有导电支撑材料，单位面积单载量小。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种Ag支撑MnS嵌入式柔性电极材料的制备，通过电沉积时间、次数的的控制，形成单层及多层的Ag/MnS结构，使其产生所需的电催化效果。

本发明技术方案如下：

一种Ag支撑MnS嵌入式柔性电极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取硝酸银溶于去离子水中，去离子水的用量为硝酸银摩尔量的5-10倍，混合均匀得溶液A；

(2)取氨水溶于去离子水中，去离子水的用量为氨水摩尔量的10-20倍，搅拌均匀得溶液B；

(3)取十二烷基硫酸钠溶于醇溶液中，醇溶液的摩尔量为十二烷基胺摩尔量的10-20倍，制得溶液C；将溶液A和B搅拌均匀后，缓慢倒入C溶液，超声处理30-60min；静置得溶液D；

(4)将MnCl₂·4H₂O溶于去离子水中，去离子水的用量为MnCl₂·4H₂O摩尔量的20-30倍，加入1.2倍MnCl₂·4H₂O摩尔量的硫脲，搅拌均匀，得溶液E；

(5)以碳布作为工作电极，Pt电极作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，通过电沉积法在D溶液中制备原始Ag支撑材料，正负直流电场的电压-10V～+10V，反应时间为30s-90s；漂洗，真空干燥，得产物F；

(6)将产物F放入溶液E中，Pt电极作为对电极，电沉积30s-90s后，漂洗，吹干形成嵌入银的Ag/MnS电极；

(7)反复步骤(5)和(6)沉积1-3次，得一种Ag支撑MnS嵌入式柔性电极材料。

所述步骤(1)、(2)和(4)中磁力搅拌，搅拌转速为500r/min-800r/min。