一种通过离子注入制备电催化材料的方法和相关应用与流程

技术特征：
1.一种电催化材料，其特征在于，包括基底和电催化剂；其中，所述基底表层为催化层，所述电催化剂位于所述催化层中，且呈原子级分散。2.根据权利要求1所述的电催化材料，其特征在于，所述催化层的厚度为0.05～0.5μm；沿所述催化层的厚度方向上，从表面向里，所述电催化剂的含量呈类正态分布。3.根据权利要求1所述的电催化材料，其特征在于，所述电催化剂在所述催化层中的质量含量为0.05～5wt％。4.根据权利要求1～3任一项所述的电催化材料，其特征在于，所述电催化剂为金属元素；所述金属元素选自过渡金属或稀土元素中的至少一种；所述金属元素与所述基底中所含金属元素不同；所述基底为纯金属基底或合金基底；所述基底选自板状结构、块状结构、泡沫结构、网状结构、粉末状结构中的至少一种；所述纯金属基底中的金属元素选自镍、铁、钛、铜中的一种；所述合金基底选自镍铁合金、镍铝合金、镍铬合金、铁铬合金中的至少一种。5.权利要求1～4任一项所述的电催化材料的制备方法，其特征在于，包括：通过离子注入将电催化剂引入基底的表层中，形成所述电催化剂呈原子级分散的催化层，得到所述电催化材料。6.根据权利要求5所述的电催化材料的制备方法，其特征在于，在进行离子注入之前，对所述基底进行预处理；所述预处理选自清洗、氧化、还原、氮化、硫化、刻蚀、冲击、切削中的至少一种。7.根据权利要求5所述的电催化材料的制备方法，其特征在于，所述离子注入的具体条件包括：真空度为1*10-4
～5*10-3
pa；加速电压为10～100kv；注入离子剂量为1*10
14
～1*10
17
ions/cm2；弧电流为5～200a；时间为1～600min。8.权利要求1～4任一项所述的电催化材料、权利要求5～7任一项所述的制备方法制备的电催化材料中的至少一种在电催化领域的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在碱性电解水析氢/析氧反应、酸性电解水析氢/析氧反应、二氧化碳还原反应、固氮反应、氧还原反应中的应用。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述电催化材料在使用前进行活化处理；所述活化处理包括化学活化和/或电化学活化。

技术总结
本申请公开了一种通过离子注入制备电催化材料的方法和相关应用，所述电催化材料包括基底和电催化剂；其中，所述基底表层为催化层，所述电催化剂位于所述催化层中，且呈原子级分散。该类材料可应用于各种电催化反应，且在长期催化反应中可保持优秀的活性和稳定性。期催化反应中可保持优秀的活性和稳定性。


技术研发人员：李灿 姚婷婷 安秀瑞
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2020.07.08
技术公布日：2022/1/28