[发明专利]一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法

说明书

一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法，属于新材料制备技术领域。该双功能高熵纳米合金电催化剂双功能高熵纳米合金电催化剂包括多孔泡沫镍基体以及电沉积负载在泡沫镍基体上的(Fesubgt;1/5/subgt;Cosubgt;1/5/subgt;Nisubgt;1/5/subgt;Cusubgt;1/5/subgt;Znsubgt;1/5/subgt;)subgt;1‑x/subgt;Lisubgt;x/subgt;(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金，按离子摩尔比Fesupgt;3+/supgt;：Cosupgt;2+/supgt;：Nisupgt;2+/supgt;：Cusupgt;2+/supgt;：Znsupgt;2+/supgt;：Lisupgt;+/supgt;＝1：1：1：1：1：(1.6～1.8)；制备方法为：1)根据离子摩尔比配制前驱体电解液；2)三电极体系下在多孔泡沫镍基体上进行恒电位电沉积；3)洗涤、自然干燥。双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法操作简单，无需后续处理步骤，具有较为优异的析氢反应、析氧反应双功能电催化活性，制备后即可直接用于电催化反应。

技术领域

本发明属于新材料制备技术领域，具体涉及一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法。

背景技术

电催化水分解(2H₂O→O₂+2H₂)作为一种清洁高效的制氢方法，由阴极析氢反应和阳极析氧反应两个半反应构成。但在实际应用中，反应动力学缓慢和过电位较大限制了这两个半反应的快速进行。目前用于商业的催化剂主要为贵金属基催化剂(析氢反应的Pt电极、析氧反应的IrO₂和RuO₂电极)，然而贵金属高成本、稀缺性的缺点阻碍了电解水的进一步发展。因此开发性能高效稳定、成本价廉的非贵金属基电催化剂是推动电解水规模应用的关键，也是当前迫切需要攻克的难题。

含有多种金属组元的高熵合金催化剂由于配位、几何效应等而具有优良的催化活性。而纳米尺寸的高熵合金电催化剂更广泛应用于催化领域，其因具有比单一金属纳米材料更优的性能而受到广泛关注。根据目前报道的可用于电催化领域高熵纳米合金电催化剂的制备方法包括化学还原法、模板法、碳热振荡法等，但同时实现合成方法简单、制备成本低廉、拥有双功能催化活性、可有望实际大范围制备的工艺较少，开发新组分高熵纳米合金电催化以及制备工艺流程尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法，该双功能高熵纳米合金电催化剂为一种含Li高熵纳米合金电催化剂(Fe_1/5Co_1/5Ni_1/5Cu_1/5Zn_1/5)_1-xLi_x(x＝0.24～0.27)。该制备方法操作简易，制备时间快速。因此所制备出的(Fe_1/5Co_1/5Ni_1/5Cu_1/5Zn_1/5)_1-xLi_x(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金电催化剂不仅有较大的科研意义，而且有利于实现大规模实际生产，具有一定的经济价值。