【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源材料及电化学催化，具体涉及一种高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氢能是解决能源危机和环境污染最佳解决方案之一。高能量密度、广泛可用性和绿色h2o产品使氢气成为化石燃料有前景的可再生候选者。因此，大规模的氢气生产将有助于绿色能源转型。由于工艺简单、设备要求低、储量丰富，水/海水电解是大规模生产绿色氢气的有效技术之一。整个水/海水电解过程由两个半反应组成，即阴极的析氢反应(her)和阳极的析氧反应(oer)。水/海水电解的效率决定了氢气的产生，这取决于her/oer电催化剂的活性和稳定性。
2、过渡金属硫化物，特别是镍钴硫化物，因其在her/oer上具有优异的电化学性能、易于制备和丰富的储量而备受关注。然而，单相硫化物的活性位点少、固有活性低、耐氯腐蚀性弱已成为其在水/海水电解中广泛应用的瓶颈。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结(nicofeos/ceo2)电催化剂及其制备方法和应用。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、本专利技术技术方案之一：提供一种高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、将可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铁盐、可溶性铈盐、硫脲和硫酸铵溶于水中，制得电沉积液；
5、利用所述电沉积液通过电沉积在基底上形成
6、本专利技术通过异质结构、空位、高熵和相结构相结合的改性策略，解决过渡金属硫化物活性位点少、固有活性低、耐氯腐蚀性弱等缺陷。
7、首先，本专利技术构建的电催化剂中的高熵非晶结构可以增加具有长程无序但中短程有序结构的不饱和结构的活性位点，是精细电子结构调制和易于控制合成的有前景的策略，便于合理设计高效氧硫化物电催化剂，由多个组分(≥5)组合而成的高熵策略有效地调节了d带中心并促进了反应动力学。具有更多活性位点的非晶态过渡金属氧硫化物基电催化剂表现出比晶态催化剂更高的活性。
8、其次，由于不同组件之间良好的电子通信，所构建电催化剂中的高熵非晶结构和低结晶异质结结构同样是高效电解水双功能催化剂的极具前景的调控策略。
9、另外，本专利技术提供的电沉积层策略适用于多组分混合金属的制备，可实现高性能多组分电催化剂的制备，方法简易高效。
10、优选地，所述可溶性镍盐中镍、所述可溶性钴盐中钴、所述可溶性铁盐中铁与所述可溶性铈盐中铈的摩尔比为0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1
11、更优选地，所述可溶性镍盐中镍、所述可溶性钴盐中钴、所述可溶性铁盐中铁与所述可溶性铈盐中铈的摩尔比为1:1:1:1。
12、优选地，所述可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铁盐和可溶性铈盐中金属源总量与所述硫脲的摩尔比为1:2.8～3.2。
13、更优选地，所述可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铁盐和可溶性铈盐中金属源总量与所述硫脲的摩尔比为1:3。
14、优选地，所述可溶性镍盐为硫酸镍；所述可溶性钴盐为硫酸钴；所述可溶性铁盐为硫酸亚铁；所述可溶性铈盐为硝酸铈。
15、硫酸铵在电沉积中的作用是促进电沉积过程中的氧化还原反应，提高电沉积层的质量和稳定性，硫酸铵按照常规使用量添加即可。
16、优选地，所述电沉积为间歇电沉积。
17、更优选的，所述间歇电沉积的沉积电压为-1.8v，静止电压为0，每个电压保持时间为10s，间歇电沉积总时间为2400s。
18、优选地，所述基底为泡沫镍(nf)；所述电沉积中工作电极为泡沫镍，对电极为碳棒，参比电极为ag/agcl。
19、本专利技术技术方案之二：提供一种根据上述制备方法制得的高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂。
20、本专利技术技术方案之三：提供一种上述高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂在电解水中的应用。
21、本专利技术的有益技术效果如下：
22、本专利技术提供了一种高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂的制备方法。制得的nicofeos/ceo2电催化剂为均匀负载在基底上的纳米球结构。nicofeos/ceo2电催化剂的优异催化性能归因于以下几个方面：1)催化剂的制备方法是通过电沉积在基底上一步沉积出来获得的高熵非晶-低结晶异质结催化剂，具有简单、快速、高效、低成本的优点；2)高熵非晶-低结晶异质结构，具备丰富的缺陷和活性位点，在非晶相和低结晶相之间的活性界面发生了增强的电荷转移，加速了电子通信，从而提高了固有的催化活性；3)3d纳米球结构提供了丰富的活性位点，缩短了电子/传质路径，并显著加速了反应动力学。
23、本专利技术强调了非晶/低结晶异质结构的构建，以提高高熵氧硫化物的电解水性能、耐腐蚀性和稳定性，并拓宽了设计低成本、高性能双功能电催化剂的选择。本专利技术提供的制备过程简单，不需要复杂的设备和实验步骤，便于宏量制备。
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1.一种高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐中镍、所述可溶性钴盐中钴、所述可溶性铁盐中铁与所述可溶性铈盐中铈的摩尔比为0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1。
3.根据权利要求1所述的高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铁盐和可溶性铈盐中金属源总量与所述硫脲的摩尔比为1:2.8～3.2。
4.根据权利要求1所述的高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐为硫酸镍；所述可溶性钴盐为硫酸钴；所述可溶性铁盐为硫酸亚铁；所述可溶性铈盐为硝酸铈。
5.根据权利要求1所述的高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述电沉积为间歇电沉积。
6.根据权利要求5所述的高熵非晶NiCo
7.根据权利要求1所述的高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述基底为泡沫镍；所述电沉积中工作电极为泡沫镍，对电极为碳棒，参比电极为Ag/AgCl。
8.一种根据权利要求1～8任一项所述制备方法制得的高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂。
9.权利要求8所述高熵非晶NiCoFeOS和低结晶CeO2异质结电催化剂在电解水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐中镍、所述可溶性钴盐中钴、所述可溶性铁盐中铁与所述可溶性铈盐中铈的摩尔比为0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1:0.9～1.1。
3.根据权利要求1所述的高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铁盐和可溶性铈盐中金属源总量与所述硫脲的摩尔比为1:2.8～3.2。
4.根据权利要求1所述的高熵非晶nicofeos和低结晶ceo2异质结电催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐为硫酸镍；所述可溶性钴盐为硫酸钴；所述可溶性铁盐为硫酸亚铁；所述可溶性铈盐为硝酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晗明，李嘉康，董诚诚，姚敏，孙金峰，左立豪，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：
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