[发明专利]一种Ni2

说明书

本发明公开了一种Ni₂S₃‑Co₉S₈复合材料析氢催化剂和制备方法及应用，涉及催化剂领域。制备方法包括：S1、将镍源、硫源和钴源分散于有机溶液中，制得前驱体溶液；S2、将所述前驱体溶液经水热反应，过滤、洗涤和烘干后制得前驱体粉末；S3、将前驱体粉末置于惰性气氛条件下，煅烧后即得层状Ni₂S₃‑Co₉S₈复合材料析氢催化剂；该析氢催化剂应用于电解水领域。本申请采用制备获得的前驱体粉末经过煅烧处理后，表面生成多孔结构，有助于析氢速率的加快，同时结构的稳定性高，循环性能优越，原材料低廉易得，制备简单，适合产业的大规模生成，节约经济成本。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其涉及一种Ni₂S₃-Co₉S₈复合材料析氢催化剂和制备方法及应用。

背景技术

随着工业的快速发展与人口数量的急剧增长，对资源的需求量日益增大，目前氢气是一种较优的清洁能源，相对于风能、潮汐能、核能等新能源，其制备方法相对简单，且能源燃烧后的产物是水，不产生副产物，符合绿色环保理念。电解水析氢是新一代制备氢染料的重要方法，电流通过水时，在阴极发生还原反应生成氢气，在阳极则发生氧化反应形成氧气，该过程能耗较少、成本较低。

析氢反应需要消耗大量的电能，为了促使水分解反应更加节能高效，从节能的角度降低析氢反应所需的过电势，普遍采用Pt基析氢催化剂提高析氢效率。目前由于Pt元素的含量较少且价格昂贵限制了其应用，难以降低生产成本，无法大规模生产。寻求价格低廉、制造简单且析氢性能优越的析氢催化剂仍然是电解水研究领域的热点问题。

发明内容

本发明提供了一种Ni₂S₃-Co₉S₈复合材料析氢催化剂和制备方法及应用，以解决析氢催化剂原料价格昂贵、析氢性能不足的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例目的之一提供了一种Ni₂S₃-Co₉S₈复合材料析氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将镍源、硫源和钴源分散于有机溶液中，制得前驱体溶液；

S2、将所述前驱体溶液经水热反应，过滤、洗涤和烘干后制得前驱体粉末；

S3、将前驱体粉末置于惰性气氛条件下，煅烧后即得层状Ni₂S₃-Co₉S₈复合材料析氢催化剂。

通过采用上述方案，采用镍源、硫源和钴源预先合成形状均匀规律、线条排列平整且表面光滑的前驱体粉末，经过煅烧处理过程中，在材料的表面高温脱去-OH，并形成了多孔结构，使得材料的表面由光滑变得粗糙，使产物在析氢反应的过程中多孔表面成为H2的生成中心，同时多孔结构有利于加速表面气泡的脱附，加快析氢速率，材料的稳定性好，耐久性能提高；同时该原材料价格低廉、简单易得，制备步骤和条件简单，适合产业的大规模生产，节约经济成本。

作为优选方案，在所述S2中，所述水热反应的温度为180℃-220℃，恒温保持15h-20h；在所述S3中，按照1℃/min-2℃/min的升温速率升至煅烧温度，所述煅烧温度为400℃-500℃，恒温保持1h-3h。

通过采用上述方案，前驱体溶液在水热反应的温度条件下经过长时间的反应，生成具有线条状堆叠成花形形貌的前驱体粉末，该前驱体粉末的结构复合紧密、分布均匀规律，且表面光滑，经过煅烧温度条件进行脱-OH处理后，产物的总体形貌基本保持一致，具备较高的结构稳定性，表面产品循环性能优越，表面生成的多孔结构有助于析氢速率的加快。