本发明涉及电化学制氢，具体涉及一种基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂及其制备方法与应用。
背景技术：
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、氢能因其清洁、高效、安全、可持续性等优点被视为最具潜力的新能源之一。目前，工业制氢的方式主要有电解水制氢、煤气化制氢、天然气水蒸气重整制氢等，其中电解水制氢过程清洁高效、产氢纯度高，是备受关注的制氢技术之一。目前工业上使用的电解水产氢催化剂主要基于价格高昂的贵金属，开发低成本、高能效的电解水产氢催化剂是电解水制氢技术的规模化应用的关键之一。
3、与此同时，与地球上有限的淡水资源相比，海水资源丰富，海水电解是一种潜在的绿色氢能源生产策略。而直接将海水电解面临着巨大的挑战，这是因为海水中存在大量无机离子、微生物和悬浮物等，它们在海水电解过程中极容易覆盖催化剂表面的活性位点，导致其中毒和失活。特别是海水中高浓度的cl-对电解催化剂具有很强腐蚀性，以及存在析氯反应(cler)与析氧反应(oer)之间的竞争。因此，制备高效、稳定和耐腐蚀的海水电解催化剂是实现海水电解制氢的有效保证。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本发明提供了一种基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂及其制备方法与应用。
2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明的第一个方面，提供一种基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂，其以多壁碳纳米管为载体，负载有高熵合金及过渡金属氧化物lanifecomnmo/cr2o3。
4、本发明的第二个方面，提供上述基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂的制备方法，包括：
5、(1)将表面活性剂以及还原剂溶于油胺中，后加入镧盐、镍盐、铁盐、钴盐、锰盐、六羰基钼(mo(co)6)以及多壁碳纳米管，混合均匀后进行加热反应，获得催化剂前体lanifecomnmo@多壁碳纳米管；
6、(2)将催化剂前体lanifecomnmo@多壁碳纳米管浸泡于硝酸铬溶液中，干燥后进行煅烧，获得基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂lanifecomnmo/cr2o3@多壁碳纳米管。
7、本发明的第三个方面，提供上述基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂在电催化海水中的应用。
8、(1)本发明中首先通过低温油相法制备了纳米尺寸的高熵合金lanifecomnmo，后通过浸泡以及高温煅烧的方法获得了高熵合金及过渡金属氧化物复合材料lanifecomnmo/cr2o3。高熵合金及过渡金属氧化物复合材料lanifecomnmo/cr2o3在电催化海水制氢的过程中，具有良好的稳定性以及有益的催化活性，这是由于：首先，纳米尺寸的高熵合金lanifecomnmo具有较大的比表面积以及丰富的化学反应活性位点；高熵合金由于其自身的高熵效应、晶格畸变效应、慢扩散效应和鸡尾酒效应可以分别从提高热力学稳定性、调整电子结构以及促进多元素间协同作用来改善电催化性能；再者，cr2o3的引入营造了碱性的微环境，其可以分裂水分子并捕获产生的羟基阴离子，通过在电极表面优先富集羟基阴离子，可以避免直接海水氯离子的腐蚀性作用，同时可以避免海水中杂质阳离子的沉淀。
9、(2)本发明实施例中制备的催化剂lanifecomnmo/cr2o3@多壁碳纳米管在10ma/cm2时的过电位为263mv，证明其具有良好的电催化性能。
10、(3)发明提供的电解水催化剂的制备方法反应时间短、操作简便、易控制、易重复，易于工业推广。
1.一种基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂，其特征在于，其以多壁碳纳米管为载体，负载有高熵合金及过渡金属氧化物lanifecomnmo/cr2o3。
2.权利要求1所述的基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基氯化铵；
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述镧盐包括：乙酰丙酮镧、氯化镧、硝酸镧以及硫酸镧中的一种，优选为乙酰丙酮镧；
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，镧盐、镍盐、铁盐、钴盐、铬盐、六羰基钼以及多壁碳纳米管的质量比为：50～60:28～35:40～48:40～48:40～48:150～180:15～30。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，镧盐在油胺中的浓度为4.5～5.5mmol/l，优选为5mmol/l。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热反应的温度为200～250℃，反应的时间为1.5～3h，优选为220℃，2h。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，硝酸铬溶液的浓度为0.08～0.2mol/l，优选为0.1mol/l。
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，煅烧的温度为350～500℃，煅烧的时间为2.5～4h，优选为400℃，3h。
10.权利要求1所述的基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂和/或权利要求2～9任一项所述的制备方法制备的基于高熵合金及过渡金属氧化物复合材料的电解海水制氢催化剂在电催化海水中的应用。
