[发明专利]一种FeSe/FeSe2

说明书

本发明提供一种FeSe/FeSesubgt;2/subgt;纳米花异质结催化剂的制备方法，包括：S101于惰性氛围下将硒粉溶解于有机溶剂中，混合均匀后，再逐滴加入五羰基铁，并于室温下混合均匀，得到红褐色混合液；S102将红褐色混合液置于高压反应釜中于100℃‑250℃充分反应，得混合物；S103待反应后的高压反应釜冷却至室温后，将混合物离心，得黑色沉淀物；将所述黑色沉淀物纯化处理，即得。本发明还提供了FeSe/FeSesubgt;2/subgt;纳米花异质结催化剂及其应用。本发明通过调控反应前所加入硒粉和铁源前驱体的投料比来获得形貌可控、尺寸均匀、比表面积高的纳米花团簇FeSe/FeSesubgt;2/subgt;纳米花异质结催化剂。

技术领域

本发明涉及电催化材料技术领域，尤其涉及一种FeSe/FeSe₂纳米花异质结催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

传统化石燃料的大量燃烧使环境污染更加严重，使得人们寻找其他可再生能源。氧气被认为是21世纪最具潜力的清洁能源之一。然而，目前，90％以上的氧能是由工业降温液化获取的，从清洁和可持续发展的角度来看，水分解是一种低成本、环保的氧气获取方式。一般来说，水的电解包括两个半反应。1)水的氧化反应和2)质子还原。上半部反应通常被认为是OER固有的迟缓动力学，是发展高效电解水的关键瓶颈。因此，开发用于OER的高效电催化剂是非常理想的，近年来已经引起了全世界的关注。迄今为止，IrO₂和RuO₂被普遍认为是工业上最有效的OER催化剂。因此，设计和开发具有高丰度、低成本和高耐用性以增强催化性能的OER电催化剂至关重要。

近年来，通过对电催化剂材料的不断研究，基于MoS₂、FeSe₂和FeSe的过渡金属基二卤化金属(LTMDs)已成为贵金属催化剂的替代品。FeSe和FeSe₂都具有特殊的结构，有助于电子转移，可以为OER过程提供更多的活性位点。通过成分控制，硒化铁和硒化亚铁异质结结构表现出优异的水分解催化性能。

近年来，随着科技的发展，铁基催化剂在电催化分解水等领域的应用越来越广泛，现有技术中公开了硒化亚铁纳米材料作为析氧材料时可显著提高速率，也公开了硒化铁作为分层生长在纳米管上可显著增强析氧反应(OER)的催化性能。通过两种物质组成异质结的相关应用性试验也相继出现，有报道声称异质结在碱性条件下可以有效地加速析氧反应的进行，表明可通过扩展生产低成本和高效的电化学析氧催化剂。在申请号为202010177065.9的中国专利申请中公开了一种硒化亚铁/氧化铁纳米颗粒异质结，并具体公开了其制备方法为：制备的FeSe₂/Fe₂O₃纳米颗粒异质结将FeSe₂纳米颗粒在空气中进行高温氧化得到FeSe₂/Fe₂O₃纳米颗粒异质结；所述高温氧化的温度为250-300℃，时间为1～3h最终形成FeSe₂/Fe₂O₃纳米颗粒异质结。该专利制备的纳米颗粒异质结需要较复杂的制备过程，需要分成多步操作，在规模化生产中难以保证产品质量一致性。现有技术中尽管已有诸多异质结研究，但是还没有关于FeSe₂和FeSe异质结的研究，FeSe在某些方面具有比FeSe₂更突出的特性，故FeSe以及异质结构的催化特性值得深究。也没有对于FeSe₂和FeSe异质结电催化性能优劣的相关披露。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种FeSe/FeSe₂纳米花异质结催化剂的制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提供了一种FeSe/FeSe₂纳米花异质结催化剂的制备方法，包括：