[发明专利]一种碲/碲化镍析氢催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种碲/碲化镍析氢催化剂及其制备方法与应用，涉及电催化纳米材料技术领域，包括如下步骤：步骤S1、将镍盐溶解于去离子水中搅拌配制前驱体溶液；步骤S2、将碳布通过超声清洗进行表面预处理，并将预处理后的所述碳布置入所述前驱体溶液中，并加入氨水溶液，搅拌一定时长，取出所述碳布并对所述碳布进行洗涤、干燥与退火后，得到氧化镍前驱体；步骤S3、将碲酸盐与还原剂混合配置水热溶液，再将所述氧化镍前驱体置入所述水热溶液中进行水热反应，得到碲/碲化镍析氢催化剂。本发明制备方法简单，制备出的碲/碲化镍析氢催化剂结构稳定，比表面积大，暴露的活性位点多，组分分布均匀，具有较好的电解水催化性能。

技术领域

本发明涉及电催化纳米材料技术领域，具体而言，涉及一种碲/碲化镍析氢催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

氢能因具有较高的能量密度，使之可以部分的替代石油和天然气而被广泛的运用于燃料电池车辆、发电和储能领域。同时，氢气燃烧产物不含温室气体的特性，对全球气候变暖的抑制具有一定的积极作用，使之成为目前的清洁二次能源。近年来，氢能逐渐成为能源领域的焦点，被广泛研究。

电解水产氢作为当下主流的制氢方法，近年来受到广泛的研究与关注。电解水由析氢反应(HER)以及析氧反应(OER)两个半反应组成，通过催化剂的作用可有效的降低反应所需的过电势，从而提升产氢效率。近几年来，硫族化合物异质结构被广泛的研究，但对于碲化物异质结析氢催化剂的研究尚且较少，在氢能应用的急迫需要下，需要制备出一种碲化物异质结构以催化电解水析氢，弥补碲化物异质结构在电解水析氢的空白，促进氢能的研究与发展。

发明内容

本发明解决的问题是，硫族化合物异质结构被广泛的研究，但对于碲化物异质结析氢催化剂的研究尚且较少，在氢能应用的急迫需要下，需要制备出一种碲化物异质结构以催化电解水析氢，弥补碲化物异质结构在电解水析氢的空白，促进氢能的研究与发展。

为解决上述问题，本发明提供一种碲/碲化镍析氢催化剂制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、将镍盐溶解于去离子水中搅拌配制前驱体溶液；

步骤S2、将碳布通过超声清洗进行表面预处理，并将预处理后的所述碳布置入所述前驱体溶液中，并加入氨水溶液，搅拌一定时长，取出所述碳布并对所述碳布进行洗涤、干燥与退火后，得到氧化镍前驱体；

步骤S3、将碲酸盐与还原剂混合配置水热溶液，再将所述氧化镍前驱体置入所述水热溶液中进行水热反应，得到碲/碲化镍析氢催化剂。

进一步地，所述步骤S1中，所述镍盐包括硝酸镍、氯化镍、磷化镍与溴化镍中至少一种。

进一步地，所述步骤S1中，所述镍盐的浓度在0.01moL/L至0.03moL/L范围内。

进一步地，所述步骤S2中，所述氨水溶液的浓度在25％至28％范围内，所述氨水的加入量在所述前驱体溶液体积份数的6％至14％范围内。

进一步地，所述步骤S3中碲酸盐包括亚碲酸钠、碲酸钠与亚碲酸钾中至少一种。

进一步地，所述步骤S3中，所述还原剂包括硼氢化钠、水合肼、乙硼烷与儿茶酚硼烷中至少一种。

进一步地，所述步骤S3中，所述碲酸盐的浓度在0.01mmoL/L至0.02mmoL/L范围内，所述碲酸盐与所述还原剂的摩尔比为(2-3)：1。

进一步地，所述步骤S3中，水热反应的反应条件包括水热温度在140℃至180℃范围内，水热时长在12小时至18小时范围内。

本发明的另一目的在于提供一种如上述任一项所述的碲/碲化镍析氢催化剂制备方法制备出的碲/碲化镍析氢催化剂。

本发明的另一目的在于提供一种如上述所述的碲/碲化镍析氢催化剂在电催化领域的应用。