【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料、制备方法及其电催化制氨应用，属于电催化功能材料领域。
技术介绍
1、近年来，随着材料科学探索的不断推进，新型金属功能材料得到快速发展。以金属间化合物为代表的高度有序原子阵列结构和以高熵合金为代表的多元混合晶胞结构得到大量的研究关注，为高性能结构与功能材料开发提供了研究机遇，在电解水、二氧化碳还原等领域具有广阔的应用前景。高熵金属间化合物因兼具有序原子阵列和多元混合熵效应，形成了长程晶胞结构有序、短程原子排列无序的特殊结构，为新材料发展提供了新的契机。
2、随着高熵金属间化合物的研究正在兴起，急需拓展材料种类，开发可靠的制备方法，并探索有效的功能应用。这类材料制备的困难在于，多种金属元素在合金化过程中容易形成二元或三元金属间化合物，难以形成四元乃至五元的金属间化合物。当前研究中，人们采用金属盐还原(cn202310094201.1、cn202211033742.5、cn202211560956.8、cn202211033742.5、cn202210187460.4)、金属熔炼与烧结(cn202210463124.8)、高能球磨与离子熔覆(cn202310530754.7、cn202210690438.1、cn202111079376.2)等方式获得满足特定功能应用的多元金属间化合物，但在更温和条件下制备高熵金属间化合物，特别是不含贵金属的高熵金属间化合物依然是一大挑战。与此同时，为满足高效化学、电化学等催化转化应用，发展普适性高熵金属间化合物材料制备方法，设
3、因此，探索非贵金属高熵金属间化合物材料的制备方法及其催化应用，具有重要科学意义和应用价值。
技术实现思路
1、针对高熵金属间化合物材料的制备与应用需求，本专利技术公开一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物的制备方法及电催化硝酸盐还原制氨应用。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
3、一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，组分为(cuxmy)6sn5，其中，m包含ni、co、fe、cr、mn中的至少3种元素，x≥y，m中各元素的原子比例相等或接近相等。
4、进一步地，一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，x/y的值优选为1-2。
5、一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
6、(1)母合金制备：按照特定的原子比例，将其组成金属熔炼为均匀的合金锭，打磨除去表面氧化膜层，并通过熔融、甩带获得母合金条带；
7、(2)选择性腐蚀：将所得母合金条带在酸性溶液中进行化学腐蚀或电化学腐蚀，控制反应时间，获得纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物。
8、进一步地，步骤(1)中，sn原子比例为70％-94％，优选为80％。
9、进一步地，步骤(1)中，甩带速率为2-5k rpm，优选为3k rpm。
10、所述选择性腐蚀方法，包括以下两种方法：
11、(1)化学腐蚀方法。将母合金条带置于足量稀硝酸溶液中反应，通过腐蚀反应脱除母合金条带中的活泼sn相，形成具有纳米多孔结构的cu6sn5型高熵金属间化合物。
12、进一步地，化学腐蚀中硝酸溶液浓度优选为0.5m。
13、进一步地，化学腐蚀反应时间为10-16小时，优选为12小时。
14、(2)电化学腐蚀方法。以足量稀盐酸溶液为电解质，通过三电极电化学恒压法，腐蚀母合金条带中的活泼sn相，形成具有纳米多孔结构的cu6sn5型高熵金属间化合物。
15、进一步地，电化学腐蚀中盐酸溶液浓度优选为0.5m。
16、进一步地，电化学腐蚀电位优选为-0.30v vs ag/agcl，反应时间为1-2小时。
17、所述纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料应用于电催化硝酸盐还原制氨反应。
18、进一步地，该纳米多孔材料作为催化活性材料，在电催化硝酸盐还原制氨反应的应用中，电解液中硝酸盐的浓度为0.01-1m，还原电位范围为-0.1～-0.5v vs rhe。
19、由于ni、co、fe、cr、mn等金属原子半径均与cu接近，其中一种或多种原子可以进入cu6sn5的晶格中，随机取代cu原子的位置。在(cuxmy)6sn5中，x≥y即可保持所得材料的晶格结构为cu6sn5型，而cu位置的取代增加体系的构型熵，从而形成一系列中熵、高熵金属间化合物。如在纳米多孔(cu0.25ni0.25fe0.25co0.25)6sn5材料中，ni、co、fe原子取代cu原子位置，但材料仍表现为cu6sn5物相。该组成可发挥cu在硝酸根吸附与活化，ni、co、fe在产生活性氢与促进加氢反应以及sn抑制析氢等多重作用。当x/y的值优选为1-2时，所得材料中各金属元素能够表现出多组元的协同作用，有利于其发挥各自特性，实现原子间协同的催化过程，有利于多步转化的反应。当x/y的值优选为1时，五元合金(cu0.25ni0.25fe0.25co0.25)6sn5的构型熵为1.54r，超过了高熵合金的熵值界限(1.5r，r为气体常数)。因此，调控取代组分的种类和比例，可以得到一系列高熵金属间化合物。
20、由于反应活性的差异，金属sn相在化学与电化学腐蚀过程中先于金属间化合物相溶解。设计sn组分过量的母合金，选择性腐蚀活泼sn相即可得到具有纳米多孔结构的金属间化合物，为大量新材料的制备提供了有利条件。在理想的脱合金条件下，70-94％的sn原子对应45-89％的孔隙率；考虑电催化应用的比表面积需要，优选为80％的sn原子，对应63.3％的孔隙率；在2k-5k rpm转速范围内，合金溶体快速冷却结晶，形成金属间化合物相和过量sn金属相，有利于在后续腐蚀过程中形成连续多孔的结构；考虑微相结晶均匀性，优选为3krpm。
21、由于sn金属相的活性高于金属间化合物相，通过酸性条件下的化学腐蚀或电化学腐蚀即可实现脱除。在化学腐蚀中，使用稀强酸溶液即可腐蚀sn(2h++sn＝h2↑+sn2+)。母合金条带在足量0.5m稀硝酸溶液中，根据反应物的量不同，反应10-16小时可得到稳定的目标物相，优选为12小时。在电化学腐蚀中，以稀强酸溶液为电解液，以母合金条带为工作电极，以ag/agcl(饱和kcl)为参比电极，以碳棒为对电极，施加-0.50v vs ag/agcl以上的电位即可腐蚀sn(sn-2e-＝sn2+)。根据反应速度适中与选择性腐蚀的需求，优选足量0.5m稀盐酸溶液为电解质，优选腐蚀电位为-0.30v vs ag/agcl；根据母合金条带尺度不同，反应时间为1-2小时。
22、所述纳米多孔高熵金属间化合物材料的制备方法简便、快捷，适合批量化生产工艺；所得材料具有高熵合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，组分为(CuxMy)6Sn5，其中，M包含Ni、Co、Fe、Cr、Mn中的至少3种元素，x≥y，M中各元素的原子比例相等或接近相等。
2.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，x/y的值优选为1-2。
3.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，材料制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，母合金制备中，Sn原子比例为70％-94％，优选为80％。
5.根据权利要求3所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，母合金制备中，甩带速率为2-5k rpm，优选为3k rpm。
6.根据权利要求3所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，选择性腐蚀包括以下两种方法：
7.根据权利要求6所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，化学腐蚀中硝
8.根据权利要求6所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，电化学腐蚀中盐酸溶液浓度优选为0.5M，腐蚀电位优选为-0.30Vvs Ag/AgCl，反应时间为1-2小时。
9.根据权利要求1所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，所述材料的应用为电催化硝酸盐还原制氨反应。
10.根据权利要求9所述的一种纳米多孔Cu6Sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，在电催化硝酸盐还原制氨反应的应用中，电解液中硝酸盐的浓度为0.01-1M，还原电位范围为-0.1～-0.5V vs RHE。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，组分为(cuxmy)6sn5，其中，m包含ni、co、fe、cr、mn中的至少3种元素，x≥y，m中各元素的原子比例相等或接近相等。
2.根据权利要求1所述的一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，x/y的值优选为1-2。
3.根据权利要求1所述的一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，材料制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，母合金制备中，sn原子比例为70％-94％，优选为80％。
5.根据权利要求3所述的一种纳米多孔cu6sn5型高熵金属间化合物材料，其特征在于，母合金制备中，甩带速率为2-5k rpm，优选为3k rpm。
6.根据权利要求3所述的一种纳米多孔cu6sn5...
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