本發(fā)明屬于高熵氧化物電極的可控制備，具體涉及一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法。
背景技術(shù)：
1、高熵氧化物作為高熵材料的一種，由五種或五種以上金屬元素以等摩爾或近摩爾比例組成，形成單一相結(jié)構(gòu)的氧化物，所產(chǎn)生的高熵效應(yīng)、緩慢擴散效應(yīng)、嚴(yán)重晶格畸變效應(yīng)和雞尾酒效應(yīng)等極大增強了其在機械、電氣、光學(xué)、熱學(xué)、磁性、催化等方面的性能（matter,?2024,?7,?140-157；j.?alloys?compd.,?2024,?1009,?176947）。尤其地，高熵氧化物因其穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)、可定向調(diào)控的元素組成、易調(diào)節(jié)的電子結(jié)構(gòu)以及表面豐富的化學(xué)活性位點等優(yōu)勢，打破了傳統(tǒng)摻雜氧化物的設(shè)計理念，在可再生能源催化轉(zhuǎn)化方面受到了廣泛關(guān)注（acs?appl.?mater.?interfaces,?2023,?15,?4643-4651）。
2、目前，高熵氧化物的制備主要包括高溫固相法、水熱合成法、共沉淀法、噴霧熱解法等；其中，高溫固相反應(yīng)設(shè)備簡單，操作方面，易于大規(guī)模高熵氧化物材料制備；然而，傳統(tǒng)高溫固相反應(yīng)由于反應(yīng)不完全，易形成析出相，從而嚴(yán)重影響高熵氧化物的高熵效應(yīng)，限制其作為電極材料在電催化方面的性能提升。
3、因此，如何克服高溫固相反應(yīng)中高熵氧化物易產(chǎn)生析出相的瓶頸問題，優(yōu)化其高熵效應(yīng)，進(jìn)而提高其作為電極在電催化方面的性能，具有重要的科學(xué)及實際意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法。該方法綜合液壓成型技術(shù)及高溫固相反應(yīng)，利用液壓成型中的高壓強將金屬氧化物粉末進(jìn)行壓制成型，便于后續(xù)高溫固相反應(yīng)時各原子相互擴散與充分反應(yīng)，有效避免了雜質(zhì)相的析出，有利于獲得單一相的高熵氧化物，優(yōu)化其電子結(jié)構(gòu)及表面催化活性，從而提升高熵氧化物顆粒制備的電催化用電極的電催化性能。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
3、步驟一、將多種金屬氧化物粉末按照等金屬原子摩爾比混合均勻，得到混合金屬氧化物粉末；
4、步驟二、在步驟一中得到的混合金屬氧化物粉末中加入去離子水，繼續(xù)混合均勻，得到加水混合金屬氧化物粉末；
5、步驟三、將步驟二中得到的加水混合金屬氧化物粉末進(jìn)行液壓成型，得到塊狀金屬氧化物；
6、步驟四、將步驟三中得到的塊狀金屬氧化物進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，得到塊狀高熵氧化物；
7、步驟五、將步驟四中得到的塊狀高熵氧化物進(jìn)行研磨粉碎，得到高熵氧化物粉末顆粒；
8、步驟六、將步驟五中得到的高熵氧化物粉末顆粒進(jìn)行涂覆，得到電催化用高熵氧化物電極，并進(jìn)行電催化性能測試。
9、上述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟一中所述金屬氧化物粉末的粒徑為納米級，所述混合金屬氧化物粉末由質(zhì)量比為3.99：4.13：4.01：3.81：4.00的fe2o3粉末，ni2o3粉末，co3o4粉末，mn3o4粉末和cuo粉末組成。本發(fā)明通過控制金屬氧化物粉末的粒徑均為納米級，保證粉末混合的均勻性及液壓成型的充分性，進(jìn)而保證了高溫固相反應(yīng)的均勻性，提高了高熵氧化物粉末顆粒和電催化用電極的性能；本發(fā)明通過控制混合金屬氧化物粉末的成分，并且fe2o3、ni2o3、co3o4、mn3o4、cuo等均為良好的電解水催化劑，其固溶后形成的高熵氧化物所產(chǎn)生的雞尾酒效應(yīng)實現(xiàn)了電催化性能的大幅提升；本發(fā)明通過控制fe2o3粉末，ni2o3粉末，co3o4粉末，mn3o4粉末和cuo粉末的質(zhì)量比，確保等金屬原子摩爾比，保證了feconimncuox高熵氧化物粉末顆粒的順利制備。
10、上述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟二中所述混合金屬氧化物粉末與去離子水的質(zhì)量比為10：1~2。本發(fā)明通過控制混合金屬氧化物粉末與去離子水的質(zhì)量比，保證金屬氧化物粉末在液壓成型過程中易于成型。
11、上述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟三中所述液壓成型的過程為：稱取10g步驟二中得到的加水混合金屬氧化物粉末，然后裝入直徑為40mm的液壓成型模具中，控制壓強為30mpa，壓制5min。本發(fā)明通過控制液壓成型的參數(shù)，便于后續(xù)高溫固相反應(yīng)時各原子相互擴散與充分反應(yīng)，有效避免了雜質(zhì)相的析出，有利于獲得單一相的高熵氧化物，優(yōu)化其電子結(jié)構(gòu)及表面催化活性，從而提升電催化用電極的電催化性能。
12、上述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟四中所述高溫固相反應(yīng)的溫度為1300℃~1500℃，時間為4h~6h。本發(fā)明通過控制高溫固相反應(yīng)的溫度，使其接近各金屬氧化物的熔點或相變轉(zhuǎn)變溫度，以便各原子間互擴散及充分反應(yīng)，更加有利于獲得無析出相的高熵氧化物，通過控制高溫固相反應(yīng)的時間，隨著固相反應(yīng)時間延長，反應(yīng)愈加充分，然而繼續(xù)增加反應(yīng)時間，有可能原位生成其他非高熵相，從而不利于單一相高熵氧化物形成。
13、上述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟六中所述涂覆的過程為：將高熵氧化物粉末顆粒、乙醇和nafion粘結(jié)劑混合并超聲分散后涂覆在泡沫鎳基底上。本發(fā)明通過控制涂覆的過程，得到性能穩(wěn)定的電催化用高熵氧化物電極。
14、上述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟六中所述電催化性能測試選用電解水三電極體系，其中pt片為對電極，ag/agcl為參比電極，工作電極為電催化用高熵氧化物電極，電解液選用濃度為1m的koh溶液。
15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
16、1、本發(fā)明充分利用液壓成型與高溫固相的優(yōu)勢，保證高溫下各原子間相互擴散并充分反應(yīng)，進(jìn)而完全固溶形成高熵氧化物，避免了析出相的產(chǎn)生，極大地增強了高熵氧化物的高熵效應(yīng)，優(yōu)化其電子結(jié)構(gòu)及表面催化活性，從而提升高熵氧化物顆粒制備的電催化用電極的電催化性能。
17、2、本發(fā)明制備的高熵氧化物（feconimncuox）電極呈現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能。
18、3、本發(fā)明采用的液壓成型、高溫固相等技術(shù)手段均可放大，能夠?qū)崿F(xiàn)高熵氧化物的規(guī)?；苽?，促進(jìn)其商業(yè)化應(yīng)用。
19、4、本發(fā)明提供的高熵氧化物（feconimncuox）的制備方法為其他高熵氧化物的可控制備及精準(zhǔn)調(diào)控提供了理論依據(jù)與實驗基礎(chǔ)。
20、下面通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
1.一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟一中所述金屬氧化物粉末的粒徑為納米級，所述混合金屬氧化物粉末由質(zhì)量比為3.99：4.13：4.01：3.81：4.00的fe2o3粉末，ni2o3粉末，co3o4粉末，mn3o4粉末和cuo粉末組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟二中所述混合金屬氧化物粉末與去離子水的質(zhì)量比為10：1~2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟三中所述液壓成型的過程為：稱取10g步驟二中得到的加水混合金屬氧化物粉末，然后裝入直徑為40mm的液壓成型模具中，控制壓強為30mpa，壓制5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟四中所述高溫固相反應(yīng)的溫度為1300℃~1500℃，時間為4h~6h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟六中所述涂覆的過程為：將高熵氧化物粉末顆粒、乙醇和nafion粘結(jié)劑混合并超聲分散后涂覆在泡沫鎳基底上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種涂覆無析出相高熵氧化物顆粒制備電催化用電極的方法，其特征在于，步驟六中所述電催化性能測試選用電解水三電極體系，其中pt片為對電極，ag/agcl為參比電極，工作電極為電催化用高熵氧化物電極，電解液選用濃度為1m的koh溶液。