[发明专利]一种泡沫镍/氮化镍复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种泡沫镍/氮化镍复合材料的制备方法，其特征在于包括：

提供泡沫镍作为基体；

采用磁控溅射技术，以惰性气体为工作气体，以镍为靶材，对基体施加偏压，在基体表面沉积得到镍薄膜，其中，惰性气体的流量为30~70sccm，基体偏压为-100V~-300V，靶材的功率密度为10W/cm²~20W/cm²，沉积时间为5~10min；

以及，采用磁控溅射复合离子束技术，以氮气为工作气体，以镍为靶材，对所述基体施加偏压，并反应6-24h，从而在泡沫镍上沉积形成氮化镍，制得泡沫镍/氮化镍复合材料，所述氮化镍包括Ni₃N及Ni₄N，其中，氮气的流量为100~150sccm，基体偏压为-500V~-800V，靶材的功率密度为2W/cm²~5W/cm²，所述磁控溅射复合离子束技术中采用的离子束电流为0.2~0.5A，离子束电压为2000~2500V。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：在所述基体上沉积镍薄膜前，先将基体置于磁控溅射复合离子束薄膜沉积系统中，并将系统升温至300~600℃，抽真空至10^-4~10^-5Pa。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：在基体表面沉积所述镍薄膜之前，先对基体进行洗涤和消磁处理；所述洗涤处理包括：将基体依次用丙酮、盐酸溶液、乙醇和超纯水进行超声清洗；所述消磁处理包括：将洗涤处理后的基体于消磁装置中进行消磁处理。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述靶材镍的纯度大于99.99%；所述惰性气体和氮气的纯度均大于99.9%；所述基体的厚度为1-2mm；所述泡沫镍的孔隙率为96-99%。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述泡沫镍/氮化镍复合材料包括泡沫镍以及负载于所述泡沫镍表面的氮化镍，所述泡沫镍具有三维多孔结构，所述氮化镍呈山峰状结构。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述泡沫镍的纯度为99.99%；所述氮化镍中氮元素的含量为3-10wt%。

7.权利要求1-6中任一项所述制备方法制得的泡沫镍/氮化镍复合材料于制备析氢电催化剂中的用途。

8.一种泡沫镍/氮化镍复合电极，其特征在于至少包括权利要求1-6中任一项所述制备方法制得的泡沫镍/氮化镍复合材料。

9.权利要求8所述的泡沫镍/氮化镍复合电极于电催化析氢反应中的用途。