[发明专利]一种钴铁硒化物及其制备方法

说明书

一种钴铁硒化物及其制备方法，所述钴铁硒化物由Fe₂CoSe₄和FeSe的复合物包裹生长于载体的纤维或网状结构上复合而成；所述Fe₂CoSe₄和FeSe的摩尔比为1～5:1。所述方法为：（1）将钴源、铁源、沉淀剂和氟化铵加入水中，搅拌，将载体加入浸泡，密封，水热反应，过滤，清洗，干燥；（2）浸泡于含饱和保护性气体的NaHSe溶液，密封，水热反应，过滤，清洗，干燥，即成。所述钴铁硒化物在碱性电解质、大电流密度下电催化析氧反应性能优异，在低过电位下电流密度大，电荷转移电阻小，CV循环测试稳定，可广泛应用于电解水、超级电容器、锂离子电池和钠离子电池等领域；所述方法简单，成本低，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种硒化物及其制备方法，具体涉及一种钴铁硒化物及其制备方法。

背景技术

电催化析氧反应（OER）需要很高的过电位来驱动反应，理想的析氧催化剂是贵金属基材料，但由于储备有限且成本高昂，不适合大规模应用。因此，必须找到廉价、丰富，且高度活性和稳定的非贵金属催化剂。

基于过渡金属的双金属化合物，例如氧化物、硫化物、硒化物、硼化物、磷化物等具有较强的氧化还原性能，都可作为氧化还原反应催化剂，且由于其耐热性、抗毒性强，而且具有光敏、热敏等性质，因此得以广泛应用。特别是，有多种结构类型的过渡金属硒化物（TMSs）不仅具有很高的电子传导性和电化学活性，还具有优异的比电容和稳定性。但是，大多数双金属化合物的催化性能一般。

Xia等公开了一种(Ni,Co)_0.85Se纳米管催化剂的制备方法，是以碳布为基底，先在碳布上面生长钴镍氢氧化物前驱体，然后浸入NaHSe溶液中，得(Ni,Co)_0.85Se纳米材料。但是，其电催化析氧性能在10mA·cm^-2的过电位为255mV，最大的电流密度仅达到120 mA·cm^-2，离工业化应用还有很远的一段距离（C. Xia, Q. Jiang, C. Zhao, M. N. Hedhili, H.N. Alshareef, Adv. Mater. 2016,28,77-85.）。

CN110943216A公开了一种钴铁双金属硒化物钠离子电池负极材料的制备方法，首先合成ZIF-67的前驱体，然后再通过离子吸附在表面生长一层Fe金属层，经过高温硒化煅烧，得具有均匀异质界面的核-壳结构材料。虽然将所述钴铁双金属硒化物材料作为负极材料应用于钠离子电池，显著改善了钠离子电池的循环性能，提升了电池的容量与使用寿命，比容量的循环圈数达到了300圈，有效抑制了充放电过程中的体积膨胀，但是，由于成本相对昂贵，不利于进一步大规模应用。

CN109346330A公开了一种柔性棉布负载金属硒化物Ni_xCo_9-x-Se超级电容器电极材料及其制备方法和应用，所述电极材料是以纯棉布为基底，依次将基底进行除油、敏化、活化、化学镀镍、制备前驱体及硒化处理后制得。虽然制备的电极材料的电化学性能优异，其在电流密度为2mA·cm^-2条件下，比电容可高达8.85F·cm^-2，但是，其制备过程复杂，包括六个步骤，不适合大规模合成。

综上，亟待找到一种电催化析氧反应性能优异，远优于其它非贵金属催化剂，且在较低的过电位下，能达到较大的电流密度，适合工业化应用，可广泛应用于电解水、超级电容器、锂离子电池和钠离子电池等领域的硒化物材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种在碱性电解质、大电流密度下电催化析氧反应性能优异，在低过电位下电流密度大，电荷转移电阻小，CV循环测试稳定，成本低，可广泛应用于电解水、超级电容器、锂离子电池和钠离子电池等领域的钴铁硒化物。