WO3/MoS2/Ni(salen)/NF催化剂及其制备方法和在电解水中的应用

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，特别涉及WO

背景技术

太阳能是自然界最丰富的自然资源，利用太阳能裂解水而实现太阳能的储存和清洁能源的生产是一种解决全球能源危机的可持续的、绿色环保的方法，氢能源作为清洁能源，它的高效生产具有非常重要的现实意义，利用太阳能进行光电/光辅助电催化水裂解制氢，成为了未来清洁能源的发展趋势，也是解决能源问题的有效手段之一。电催化和光催化水裂解是持续获得氢气和氧气的有效方法，然而电催化水裂解过程由于析氧反应(OER)缓慢的反应动力学而遭遇能量损失和需要高的过电势，因此发展能够加速OER反应速率和降低反应过电势的高效催化剂是非常重要和紧迫的。

太阳能因其含量非富而又清洁而应用于化学合成及化学反应过程中，在太阳能的吸收和利用中，半导体，如TiO

析氧反应(OER)作为水裂解的决速步非常重要，IrO

金属salen配合物是一种常用的分子催化剂，得益于其主体结构和金属中心的多样性及高度可调控性，该类化合物被广泛地应用于多种有机催化反应中，其通过简单的亚胺缩合，进而实现更有价值的催化反应，其中Ni(salen)表现出优异的电催化性能。然而，金属salen配合物受限于均相催化剂普遍不易回收的问题，使得这类价格较为昂贵的手性催化剂无法应用于实际的工业催化中。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了WO

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

WO

将泡沫镍置于酸性钨盐前驱体溶液中，并进行首次水热反应，得到WO

将WO

将WO

优选的，钨盐前驱体溶液由柠檬酸、Na

首次水热反应的条件为：于150-180℃下水热反应12-15h。

优选的，所述酸性钨盐前驱体溶液中采用盐酸溶液调节pH至4-5，由于高浓度盐酸与泡沫镍反应剧烈，容易破坏泡沫镍稳定的结构，基于此调节pH至4-5即可，此时盐酸的添加量相对较少，也提供了酸性环境。

优选的，所述钼盐前驱体溶液由Na

二次水热反应的条件为：于150-200℃下水热反应20-24h。

优选的，所述H

在N

所述乙二胺与水杨醛的体积比为1-2：2-3。

优选的，所述WO

在氮气气氛下，向除氧的乙醇中加入WO

优选的，Na

本发明还保护了上述制备方法制得的WO

本发明还保护了上述WO

优选的，应用方法为：以Pt/C作为负极，以WO

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本申请以泡沫镍为基底，并在经历氧化、以及与H

另外，通过将活性物质Ni(salen)原位生长于高导电基体泡沫镍上，使得二者相结合得到一体化电极，也表现出良好的发展态势，该类材料与传统的粉状电催化剂相比，具有零粘结剂、低成本、高活性等特点，具有积极的研究意义。

2、本发明在泡沫镍上同时原位生长了MoS

附图说明

图1为实施例1的WO

图2为OER反应前后实施例1的WO

图3为NF(泡沫镍)、实施例1的WO

图4为NF、实施例1的WO

图5为实施例1的WO

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

本发明中，以泡沫镍为基底，采用水热反应法，将WO

本发明将WO

本发明还进行了WO

本申请的泡沫镍在使用前均经过了常规的清洗操作，去除泡沫镍表面的杂质及油脂，且泡沫镍的尺寸为1×2cm

实施例1

WO

(1)WO

将泡沫镍置于酸性钨盐前驱体溶液中，并于160℃下水热反应13h，得到WO

钨盐前驱体溶液由柠檬酸、Na

(2)WO

将步骤(1)的WO

钼盐前驱体溶液由Na

(3)WO

将步骤(2)的WO

H

在氮气气氛下，向除氧的乙醇中加入乙酸和WO

实施例2

WO

(1)WO

将泡沫镍置于酸性钨盐前驱体溶液中，并于150℃下水热反应15h，得到WO

酸性钨盐前驱体溶液由柠檬酸、Na

(2)WO

将步骤(1)的WO

钼盐前驱体溶液由Na

(3)WO

将步骤(2)的WO

H

在氮气气氛下，向除氧的乙醇中加入乙酸和WO

实施例3

WO

(1)WO

将泡沫镍置于酸性钨盐前驱体溶液中，并于180℃下水热反应12h，得到WO

酸性钨盐前驱体溶液由柠檬酸、Na

(2)WO

将步骤(1)的WO

钼盐前驱体溶液由Na

(3)WO

将步骤(2)的WO

H

在氮气气氛下，向除氧的乙醇中加入乙酸和WO

对比例1

WO

(1)制备WO

钨盐前驱体溶液由柠檬酸、Na

(2)制备MoS

钼盐前驱体溶液由Na

(3)将WO

本发明实施例1-3均制得电催化及光辅助电催化性能优异的WO

研究方法：

电化学性能测量方法：在CHI 660E电化学工作站(上海辰华仪器股份有限公司)上采用标准三电极体系进行伏安测量，标准三电极体系以WO

E

电池组装：以WO

研究结果：

通过SEM表征来观察WO

如图2所示，在Ni 2p窄谱图中可以看出，WO

通过测试NF、实施例1的WO

采用电化学阻抗分析(EIS)研究NF、实施例1的WO

通过测试1000cycles前后的CV性能差异，来测试催化剂的电化学稳定性，如图5所示。在经过1000cycles的测试之后，我们可以观察到略微电位的降低，这表明了材料具有优异的稳定性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。