本发明涉及一种用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂及其制备方法，属于碱性电解水制氢。
背景技术：
1、电解水制氢技术反应条件温和、生产过程绿色环保、可持续发展，受到广泛关注。电催化析氢反应（her）是电解水制氢的关键所在，然而高效制氢则需要耐用且性能优异的活性催化剂来克服动力学障碍，从而促进反应动力学。
2、目前公认贵金属电催化剂，如铂（pt）、钯（pd）、金（au）等，具有高催化活性，但是这类催化剂的储量有限且成本昂贵，使其在电解水制氢工业化应用中受到限制。过渡金属碳化物（tmcs）是碳原子进入过渡金属晶格中形成的“间隙合金”，碳原子能让过渡金属原子间的距离增加和晶格扩张，导致过渡金属的d能带收缩，费米能级态密度增加，使其表面性质和吸附性能与贵金属（pt）类似。研究证明过渡金属碳化物ni3znc0.7本身具有优异的电催化析氢活性，但是由于较负的氢结合能（δgh*）限制原子氢脱附，在析氢反应过程中此类催化剂仍然需要较大的过电位，导致其作为电催化剂应用于碱性电解水制氢时析氢性能差。
技术实现思路
1、针对ni3znc0.7作为电催化剂在碱性电解水制氢中存在的不足，本发明提供一种用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂及其制备方法，通过向ni3znc0.7中引入zn0.08ni0.92，利用二者的相互作用可以实现价电子的重新分配，提高材料的导电性并降低|δgh*|，从而提高电子的传递与加快氢原子脱附，提高析氢反应速率；所述复合电催化剂采用一步烧结法制备得到，工艺简单易操作，原料易获得，成本低，易于实现规模化制备，在碱性电解水制氢方面具有良好的应用前景。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
3、用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂，所述复合电催化是向ni3znc0.7基体中引入zn0.08ni0.92第二相得到的复合物，化学式简记为zn0.08ni0.92/ni3znc0.7。
4、优选地，制备zn0.08ni0.92/ni3znc0.7所采用的原料中ni元素与zn元素的摩尔比为1:4.2~3:1，更优选1:2~2:1。
5、用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
6、将nicl2·6h2o（六水合氯化镍）、zn(ch3coo)2·2h2o（二水合乙酸锌）、ch4n2o（尿素）以及nabh4（硼氢化钠）四种粉体混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体置于烧结炉中，在氮气或惰性气体保护气氛下，加热至500~900oc碳化还原1~3h，之后冷却，冷却后对烧结产物进行洗涤并干燥，得到所述复合电催化剂。
7、优选地，nicl2·6h2o与zn(ch3coo)2·2h2o的摩尔比为1:4.2~3:1，nicl2·6h2o和zn(ch3coo)2·2h2o的质量之和与ch4n2o的质量比为1:1.6~1:6.3，nicl2·6h2o和zn(ch3coo)2·2h2o的质量之和与nabh4的质量比为1:0.1~1:0.6。
8、优选地，烧结炉的升温速率为5~10oc/min。
9、优选地，采用无水乙醇和水交替清洗烧结产物至中性。
10、优选地，在60~80oc下真空干燥6~10h。
11、有益效果：
12、（1）本发明通过向ni3znc0.7基体中引入zn0.08ni0.92第二相，利用过渡金属合金第二相与碳化物基体相之间的相互作用，可以调节碳上的电子自旋密度和电荷分布，进行价电子的重新分配，降低|δgh*|，从而加快氢原子脱附，相对于ni3znc0.7，能有效提高析氢反应速率，即提升了电催化效率，降低制氢成本。同时，zn0.08ni0.92合金的引入，能够提升复合电催化剂材料表面的电导率，从而进一步提高其析氢催化活性。
13、（2）采用一步烧结法制备本发明所述复合电催化剂的工艺简单易操作，原料易获得，成本低，易于实现规模化制备；而且经过碳化烧结，所制备的复合电催化剂具有优异的耐腐蚀性能，在碱性电解水制氢方面具有良好的应用前景。
14、（3）本发明采用nabh4作为还原剂，能够使ni2+、zn2+更好还原从而生成zn0.08ni0.92合金。另外，通过调控原料的配比，可以改变zn0.08ni0.92合金的引入量，进而调控复合电催化剂的析氢性能。
1.用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂，其特征在于：所述复合电催化是向ni3znc0.7基体中引入zn0.08ni0.92第二相得到的复合物，化学式简记为zn0.08ni0.92/ni3znc0.7。
2.根据权利要求1所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂，其特征在于：制备所述复合电催化剂所采用的原料中ni元素与zn元素的摩尔比为1:4.2~3:1。
3.根据权利要求1所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂，其特征在于：制备所述复合电催化剂所采用的原料中ni元素与zn元素的摩尔比为1:2~2:1。
4.如权利要求1至3任一项所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
5.根据权利要求4所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂的制备方法，其特征在于：nicl2·6h2o与zn(ch3 coo)2·2h2o的摩尔比为1:4.2~3:1，nicl2·6h2o和zn(ch3coo)2·2h2o的质量之和与ch4n2o的质量比为1:1.6~1:6.3，nicl2·6h2o和zn(ch3 coo)2·2h2o的质量之和与nabh4的质量比为1:0.1~1:0.6。
6.根据权利要求4所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂的制备方法，其特征在于：烧结炉的升温速率为5~10oc/min。
7.根据权利要求4所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂的制备方法，其特征在于：采用无水乙醇和水交替清洗烧结产物至中性。
8.根据权利要求4所述的用于碱性电解水制氢的镍锌合金与镍锌碳化物的复合电催化剂的制备方法，其特征在于：在60~80oc下真空干燥6~10h。
