一种微量铜掺杂的氧化石墨烯复合NiMo基催化剂及制备方法

一种微量铜掺杂的氧化石墨烯复合nimo基催化剂及制备方法
技术领域
1.本发明涉及催化剂材料制备技术领域，具体为一种可应用于电解水制氢的氧化石墨烯复合nimo基催化剂的制备方法。


背景技术：

2.风电、光伏发电等新能源易受气候因素的影响，能量供应不稳定；偶联新能源发电与电解水制氢技术能够将不稳定的电能转化为稳定易储存的化学能，有效解决其间歇性问题。电解水反应包括发生在阴极的析氢反应(her)与阳极的析氧反应(oer)，其能量转化效率主要取决于电极材料的催化性能。对于阴极的析氢反应而言，以铂为代表的贵金属是性能最好的催化剂，但高昂的成本阻碍了其大规模应用，开发储量丰富、价格低廉非贵金属催化剂具有重要研究意义。在这样的背景下，nimo合金材料因具有良好的her活性而被广泛关注。大量研究表明ni、mo元素之间的电子协同效应能有效提升其her活性，同时mo元素带来的形貌调控作用也使nimo材料较单金属ni材料具备更丰富的电化学比表面积。


技术实现要素：

3.nimo基合金已作为一种优异的her催化剂被大量报道，本发明致力于进一步提升现有nimo基材料的her性能，制备了一种微量铜掺杂的氧化石墨烯复合nimo基催化剂。本发明采用化学沉积的方法，首先将氧化石墨烯(go)包覆于镍钼泡沫片(nmf)上得到go/nmf，从而在材料表面构筑晶格缺陷，为后续cu的吸附提供位点。随后用微量cu元素修饰go/nmf，制得cu@go/nmf。氧化石墨烯包覆与微量cu元素修饰能够实现对nimo金属泡沫的表面化学改性，所得cu@go/nmf具有良好的her活性。本发明的技术方案如下：
4.(1)go/nmf的制备：
5.剪取1
×
1cm2的nimo金属泡沫置于50ml的小烧杯中，依次加入10ml乙醇溶液和10mg的氧化石墨烯，超声20min后静止30min，取出制备好的go/nmf，清水漂洗3次备用；
6.(2)cu@go/nmf的制备：
7.依次称取0.123g五水硫酸铜、2.941g柠檬酸钠和2.641g l-抗坏血酸于50ml的小烧杯中，加入50ml纯水溶解，将(1)中的go/nmf放入溶液中，静置沉积1h得到cu@go/nmf。
附图说明
8.图1为相关的xrd图谱；
9.图2为go/nmf沉积1h所得cu@go/nmf的极化曲线图；
10.图3为相关的红外拉曼图谱；
11.图4为nimo泡沫的xps图谱；
12.图5为cu@go/nmf的xps图谱；
13.图6为不同倍数下nimo泡沫的sem图谱；
14.图7为不同倍数下cu@go/nmf的sem图谱。
具体实施方式
15.本发明提供了一种微量铜掺杂的氧化石墨烯复合nimo基催化剂及制备方法，具体实施方式如下。
16.剪取1
×
1cm2的nimo金属泡沫置于50ml的小烧杯中，依次加入10ml乙醇溶液和10mg的氧化石墨烯，超声20min后静止30min，取出制备好的go/nmf，清水漂洗3次备用；
17.依次称取0.123g五水硫酸铜、2.941g柠檬酸钠和2.641g l-抗坏血酸于50ml的小烧杯中，然后加入50ml纯水溶解，将(1)中的go/nmf放入溶液中，静置沉积1h得到cu@go/nmf。


技术特征：
1.一种微量铜掺杂的氧化石墨烯复合nimo基催化剂及制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)go/nmf的制备：剪取1
×
1cm2的镍钼泡沫片(nmf)置于50ml的小烧杯中，依次加入10ml乙醇溶液和10mg的氧化石墨烯(go)，超声20min后静止30min，取出制备好的go/nmf，清水漂洗3次；(2)cu@go/nmf的制备依次称取0.123g五水硫酸铜、2.941g柠檬酸钠和2.641g l-抗坏血酸于50ml的小烧杯中，然后加入50ml纯水溶解，将(1)中的go/nmf放入溶液中，静置沉积1h得到cu@go/nmf。2.按照权利要求1任一项所述的方法制备得到的cu@go/nmf。

技术总结
本发明提出了一种微量铜掺杂的氧化石墨烯复合NiMo基催化剂及制备方法，属于电催化水分解领域。首先通过化学沉积法，将氧化石墨烯(GO)包覆于镍钼泡沫片(NMF)上得到GO/NMF，从而在材料表面构筑晶格缺陷，为后续Cu的吸附提供位点。随后用微量Cu元素修饰GO/NMF，制得Cu@GO/NMF。氧化石墨烯包覆与微量Cu元素修饰能够实现对NiMo金属泡沫的表面化学改性，所得Cu@GO/NMF具有良好的HER活性。GO/NMF具有良好的HER活性。GO/NMF具有良好的HER活性。


技术研发人员：葛性波 张红 兰高力 梁梓灏 易洪亮 晏莎莎 李玲
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2022.04.05
技术公布日：2022/7/29