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申请/专利权人：北京科技大学

摘要：本发明公开了一种应用于海水制氢电解槽的电极材料的制备方法，该材料可显著提高催化效率。本发明中所合成的异质结纳米材料由Ni2P和Fe3O4两种成分组成，该异质结的设计有利于调控纳米材料的电子结构，加速反应过程中的电荷传输，提供更多捕获和激活反应中间体的可能性，从而使得反应在更低的能量下进行，提高催化效率。在该纳米材料中，还通过焦耳加热方式进一步负载了不同种类单原子，极大地提高了金属原子的利用率与反应中间体的吸附能力，进一步优化了反应过渡态的稳定性，提升了材料在电解水产氢过程中的效率。该纳米材料不仅在淡水电解制氢中表现优异，还适用于海水电解槽的电极材料，显著提高了制氢效率，降低能耗并延长使用寿命，是一种环境友好型的催化剂。

主权项：1.一种应用于海水制氢电解槽的电极材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将一定量的三氯化铁超声溶解在一定量的去离子水中得到溶液，在磁力搅拌的状态下，向该溶液中加入一定量的无水乙醇，之后再密封搅拌一定时间，将全部溶液转移至水热反应釜中，外壳封装后，转移至烘箱中，恒温反应一定时长，自然降温后，将产物从反应釜中取出，用去离子水以及无水乙醇反复离心洗涤，得到的固体物质在真空烘箱中烘干，烘干后得到的粉末为Fe2O3前驱体；步骤二、将步骤一得到的Fe2O3前驱体分散在去离子水中得到悬浊液，将悬浊液转移到圆底烧瓶中，超声分散，然后依次将一定量的六水硝酸镍、聚乙烯吡咯烷酮以及尿素放入烧杯中，向该烧杯中加入一定量的无水乙醇，超声溶解后得到混合液，将该混合溶液转移至放有Fe2O3前驱体的圆底烧瓶内，室温搅拌一段时间，密封后油浴加热，加热期间保持搅拌与回流，恒温反应一定时长，自然冷却至室温，将得到的产物用去离子水以及无水乙醇反复离心洗涤，最后将产物分散到去离子水中得到分散液，将该分散液进行冷冻处理，冻干后的粉末为NiOH2Fe2O3异质结纳米材料；步骤三、将步骤二得到的NiOH2Fe2O3异质结纳米材料置于瓷舟中，将该瓷舟放置在管式炉的下风向，再取一定量的次亚磷酸钠置入瓷舟中，将该瓷舟放置在管式炉的上风向，对管式炉抽真空，通入惰性气体保护，将管式炉升温后对NiOH2Fe2O3异质结纳米材料进行磷化处理，自然冷却至室温后，收集粉末，用去离子水和无水乙醇反复离心洗涤得到固体产物，将该固体产物在真空烘箱中烘干，烘干后的粉末为Ni2PFe3O4异质结纳米材料；步骤四、将步骤三得到的Ni2PFe3O4异质结纳米材料置于烧杯中，向该烧杯中加入一定浓度的金属盐水溶液，常温搅拌一段时间，用去离子水和无水乙醇反复离心洗涤，收集产物，将该产物在真空烘箱中烘干得到干燥的粉末，将干燥的粉末置于焦耳热机中加热，得到单原子负载的Ni2PFe3O4异质结纳米材料。

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