高熵合金纤维电催化剂的制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113604816A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110897225.1C22C1/02(2006.01)(22)申请日2021.08.05B22D11/06(2006.01)C22C3/00(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学D01F9/08(2006.01)地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人姜思达崔艺凡李博宁志良孙剑飞(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人侯静(51)Int.Cl.C25B1/04(2021.01)C25B11/031(2021.01)C25B11/046(2021.01)C22C30/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称高熵合金纤维电催化剂的制备方法及其应用(57)摘要高熵合金纤维电催化剂的制备方法及其应用，本发明要解决目前电催化析氧/析氢电极的催化性能较低的问题。制备方法：一、按照原子百分含量FeaCobNicModCueAlf的化学式混合各单质金属原料；二、采用高真空电弧熔炼炉，将混合金属原料熔炼成金属铸锭，然后将金属铸锭熔化吸铸成棒状母合金；三、对熔体抽拉设备抽真空，加热熔化棒状母合金进行抽拉处理；四、将合金纤维置于盐酸中，在三电极体系中，使用i‑t恒定电流法对合金纤维进行电化学脱合金处理。本发明高熵合金纤维在经过脱合金处理后，表面出现了多孔结构，达到了较好的催化效果，同时也有着良好的电化学析氧催化效果。CN113604816ACN113604816A权利要求书1/1页1.高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤实现：一、按照原子百分含量FeaCobNicModCueAlf的化学式称取各单质金属原料，混合均匀得到混合金属原料；二、采用高真空电弧熔炼炉，将混合金属原料熔炼成金属铸锭，然后将金属铸锭熔化吸铸成棒状母合金；三、利用机械泵和分子泵对熔体抽拉设备进行抽真空，通入保护气，启动铜轮旋转，开启感应线圈电源对棒状母合金加热熔化，启动送给装置，进行抽拉处理，得到合金纤维；四、将合金纤维置于盐酸中，在三电极体系中，使用i‑t恒定电流法对合金纤维进行电化学脱合金处理，经清洗和烘干后得到高熵合金纤维电催化剂；其中步骤一中化学式中18≤a≤22，18≤b≤22，18≤c≤22，0≤d≤20，5≤e≤20，5≤f≤20，且a+b+c+d+e+f＝100。2.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤一中的化学式为Fe20Co20Ni20Mo20Cu15Al5、Fe20Co20Ni20Mo20Al15Cu5或者Fe20Co20Ni20Cu20Al20。3.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤二中棒状母合金的直径为6～15㎜。4.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤三中所述的保护气为氩气。5.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤三中控制铜轮的转速为1700r/min。6.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤三中利用熔体抽拉设备制备合金微丝时的进给速度为1200r/min。7.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤四中盐酸的浓度为1.0mol/L。8.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤四中电化学脱合金处理的时间为4000s～8000s。9.根据权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的制备方法，其特征在于步骤四得到高熵合金纤维电催化剂的直径为15～60μm，长度为0.5～5cm。10.如权利要求1所述的高熵合金纤维电催化剂的应用，其特征在于将高熵合金纤维电催化剂作为电极应用于电化学析氢或者析氧。2CN113604816A说明书1/4页高熵合金纤维电催化剂的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种高熵合金纤维电催化电极的制备方法及其应用。背景技术[0002]高熵合金的定义目前还没有一个明确的答案，高熵合金根据性能的体系化研究目前还没有进行，目前大家应用比较广泛的高熵合金的定义有两种：第一种定义为：在元素组成及配比方面来看，高熵合金的定义为五种及五种以上、十三种以下主要元素组成的合金，各个主要元素的摩尔浓度大于5％、小于35％，每种元素混合比例接近等摩尔比。第二种定义是根据合金的熵值进行判断：理想状态下的总构型摩尔熵若小于0.69R则为低熵，若大于0.69R小于1.61R则为低熵，大于1.61R则为高熵(R为理想气体常数)。[0003]高熵合金具有超级固溶体的微观结构，具有高混合熵