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专利号: 2022100322495
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电解或电泳工艺;其所用设备〔4〕
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,其制备方法具体步骤如下:

1)将镍盐和锰盐溶于去离子水中,再加入过硫酸钾,得到混合液,将表面清洁的碳布浸入所得混合液中,边搅拌边向混合液中滴入弱碱性溶液,滴加完毕之后静置20~30min,在碳布上生长得到层状镍锰氢氧化物纳米片;

2)将步骤1)表面生长有层状镍锰氢氧化物纳米片的碳布放置于瓷舟中,置于管式炉进行第一次煅烧,在碳布表面得到前驱体镍锰氧化物;

3)将步骤2)表面包覆有前驱体镍锰氧化物的碳布置于管式炉的下游,硒粉置于管式炉上游,上游和下游设置不同的温度,通入氢气,氢气从管式炉的上游流经下游,进行第二次煅烧得到镍锰硒化物异质结电催化剂。

2.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤1)所述镍盐为硝酸镍,氯化镍,磷化镍,溴化镍,硫酸镍中的一种;所述锰盐为硫酸锰,硝酸锰,醋酸锰,氯化锰中的一种;所述镍盐与锰盐的摩尔比为1:1~4。

3.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤1)所述混合液中过硫酸钾浓度为0.005~0.015mol/L。

4.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤1)所述混合液中镍离子的浓度为0.2~0.3mol/L,锰离子的浓度为0.2~1.2mol/L。

5.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤1)所述弱碱性溶液为氨水溶液,碳酸氢钠溶液,碳酸氢钾溶液中的一种,其pH值为7‑10,所述弱碱性溶液的体积与混合液的体积比为0.01‑0.03:1。

6.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤2)所述第一次煅烧工艺条件为:室温下以3~8℃/min的升温速率升温至200~600℃,保温20~30min。

7.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤3)所述硒粉的质量与表面包覆有前驱体镍锰氧化物的碳布质量比为1:1~2。

8.根据权利要求1所述的镍锰硒化物异质结电催化剂,其特征在于,步骤3)第二次煅烧过程中,管式炉上游温度为300~400℃,下游温度为400~500℃,煅烧时间为1~3h。

9.一种权利要求1‑8任一项所述的镍锰硒化物异质结电催化剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

1)将镍盐和锰盐溶于去离子水中,再加入过硫酸钾,得到混合液,将表面清洁的碳布浸入所得混合液中,边搅拌边向混合液中滴入弱碱性溶液,滴加完毕之后静置20~30min,在碳布上生长得到层状镍锰氢氧化物纳米片;

2)将步骤1)表面生长有层状镍锰氢氧化物纳米片的碳布放置于瓷舟中,置于管式炉进行第一次煅烧,在碳布表面得到前驱体镍锰氧化物;

3)将步骤2)表面包覆有前驱体镍锰氧化物的碳布置于管式炉的下游,硒粉置于管式炉上游,上游和下游设置不同的温度,通入氢气,氢气从管式炉的上游流经下游,进行第二次煅烧得到镍锰硒化物异质结电催化剂。

10.一种权利要求1‑8任一项所述的镍锰硒化物异质结电催化剂在电解水制氢方面的应用。