用于电解水电极的多孔高熵合金材料的制备方法和应用

技术特征：
1.一种用于电解水电极的多孔高熵合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：s1)制备规则尺寸的前驱体合金；s2)将s1)制备得到前驱体合金置于酸性溶液中进行化学/电化学脱合金，去除较活泼的相，剩余组分通过扩散形成均匀三维双连续的多孔高熵合金材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s1)中的前驱体合金是由多相结构组成的合金，所述合金的化学表达式为：a
100-z
b
z，
z的取值为：5<z<35,且a为fe、co、ni、cu、cr、mn中的一种或多种的组合，b为nb、hf、zr、ta、ti、al中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备得到多孔高熵合金材料的韧带具有多层纳米结构，基体为金属间化合物相，中间层为非晶态的氧化物noy，外层为多组元氧化物mox。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述基体10-500nm的厚度为50-500nm，所述中间层的厚度为5-100nm，所述外层的厚度为5-100nm。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的金属间化合物相为laves相或b2相；所述的多组元氧化物mox中的m为fe，co，ni中的2-3中的组合，x的取值为：5<x<50at％；所述的非晶态的氧化物noy中的n为nb，ti，hf，zr，ta中的一种或多种的组合,y的取值为：20<y<80at％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多孔高熵合金材料的孔结构包括直径为10-100nm的纳米孔和尺寸为0.2-10μm的纳米孔 微米孔。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述s1)的具体步骤为：s1.1)金属原料分别放入超纯水和无水酒精中采用超声波的方式进行多次清洗，然后将纯金属原料取出，并根据设计的合金名义成分配比。s1.2)将称量好的金属原料采用真空电弧炉熔炼、3d打印或激光熔覆的方法批量生产大块规则尺寸的前驱体合金。8.根据权利要求1所述的制备方法，所述s2)中的化学/电化学脱合金化法采用的腐蚀液为0.001～2mol/l的h2so4溶液，腐蚀时间为1-72h。9.一种电解水多孔电极，其特征在于，所述电解水多孔电极采用如权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到多孔高熵合金材料制备得到。10.一种如权利要求9所述的电解水多孔电极应用于碱性电解槽电解水制氢领域。

技术总结
本发明涉及用于电解水电极的多孔高熵合金材料的制备方法和应用。所述的电极材料为多孔高熵材料，以A100-xBx(5<x<35)大块合金作为前驱体(A为Fe，Co，Ni，Cu，Cr，Mn中一种或多种，B为Nb，Hf，Zr，Ta，Ti，Al中一种或多种的)，通过化学/电化学脱合金法选择性去除Fcc或Bcc相制备得到。该高熵多孔材料具有可自修复能力和高比表面积的双连续多孔结构，同时该高熵多孔电极可直接用于电解水电极，可在工业电解电流密度(500mA cm-2)下析氧超过800h。它不仅可以解决目前析氧电催化材料存在的活性和稳定性不能兼具的矛盾，也可以克服电解水催化剂不能宏量制备，在工业电流密度下电解水制氢电极器件方面具有很大的应用前景。面具有很大的应用前景。面具有很大的应用前景。


技术研发人员：刘雄军 李志斌 王晶 王辉 吴渊 吕昭平
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/11