CN114457371B - MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂及其制备方法和应用，MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂，包括：导电基底以及原位负载在导电基底上的Ni纳米颗粒，按质量份数计，所述Ni纳米颗粒和导电基底的比为(0.5～5)：1，所述导电基底为Ti3C2Tx。本发明获得的MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂具有较好的电化学稳定性；原料廉价且丰富、制备方法简单快捷，Ni纳米颗粒负载均匀、结晶性好，且MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂作为析氢电催化剂具有较高的催化活性。

Description

MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于氢析出电催化剂技术领域，具体来说涉及一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
长期以来，氢气(H2)一直被认为是一种理想的清洁能源载体，因为氢燃烧后的产物是水，不会造成环境污染，且可循环使用，地球70％被海洋覆盖，从水中分离氢气用之不竭。在各种制氢方法中，电解水制氢的方法被认为是规模化、可持续的产氢有效途径之一。电解水涉及氢析出反应(HER)和氧析出反应(OER)，两个反应迟缓的动力学使其都需要催化剂。为了提高制氢效率，工业电解水往往在酸性或者碱性条件下进行，由于酸性条件下缺少稳定的非贵金属OER催化剂而不可避免地使用大量贵金属Ru/Ir基催化剂，但贵金属的高成本和稀缺性限制了其大规模工业化应用。因此，发展碱性电解水技术更有利于电解水技术的大规模应用，但在碱性条件下HER涉及到水分子的分解(Volmer步骤)表现出了比酸性条件下更迟缓的反应动力学。因此，亟需开发碱性媒介下成本低廉高效稳定的HER电催化剂。
目前，科研人员已经开发了大量的非贵金属碱性HER催化剂，包括过渡金属硫化物、磷化物、碳化物、氮化物、合金及其复合物等。由于稳定性高、价格低廉、导电性好等优势，镍基催化剂引起了广泛关注。目前，已有镍基催化剂被用作碱性工业电解水HER催化剂，例如Raney镍、Ni-S合金、Ni-W-P和Ni-Mo合金等(M.Gong,D.-Y.Wang,C.-C.Chen,B.-J.Hwang,H.Dai,Nano Res.,2016,9,28-46)，然而镍基催化剂在碱性条件下的HER催化活性依然低于贵金属Pt基催化剂，仍有较大提升空间。根据碱性条件下HER催化机理可得，为了提高镍在碱性条件下的HER催化活性，需要降低镍的水解离能和对氢的吸附能。最近有文献报道称利用金属-载体间的强相互作用可有效优化金属纳米粒子对反应中间体的吸附能，从而提高金属纳米颗粒电催化析氢活性(W.Ni,A.Krammer,C.-S.Hsu,H.M.Chen,A.Schüler,X.Hu,Angew.Chem.Int.Ed.,2019,58,7445-7449；J.Yang,W.-H.Li,S.Tan,K.Xu,Y.Wang,D.Wang,Y.Li,Angew.Chem.2021,133,19233-19239；P.Su,W.Pei,X.Wang,Y.Ma,Q.Jiang,J.Liang,S.Zhou,J.Zhao,J.Liu,G.Q.Lu,Angew.Chem.2021,133,16180-16186)。碳材料具有较高的导电性和稳定性经常被用作金属纳米粒子的载体，并能很大程度上避免了纳米颗粒的团聚，但碳材料惰性的表面并不能和负载的金属纳米粒子形成强的金属-载体相互作用，因此不能有效的优化金属纳米粒子的本征催化活性。MXene材料(例如Ti3C2Tx，T代表-O、-OH、-F)因具有优异的导电性已经被广泛用作HER催化剂的导电基底，并且Ti3C2Tx可以与负载的金属纳米催化剂形成强的金属-载体相互作用，从而提高金属纳米催化剂的本征催化活性。例如，Yang等人利用TBAOH修饰的MXene负载Pt纳米颗粒并将其用做高效的HER电催化剂(X.Zhang,B.Shao,Z.Sun,Z.Gao,Y.Qin,C.Zhang,F.Gui,X.Yang,Ind.Eng.Chem.Res.2020,59,1822-1828)；Qiu等人制备了三维MXene空心球和二维MXene负载Pt纳米颗粒复合催化剂，其中三维MXene/Pt纳米颗粒复合催化剂相比于二维MXene/Pt纳米颗粒复合催化剂表现出了更高的HER催化性能(L.Xiu,W.Pei,S.Zhou,Z.Wang,P.Yang,J.Zhao,J.Qiu,Adv.Funct.Mater.2020,30,1910028)；Seh等人利用DMSO和PDDA修饰的MXene成功负载了MoS2纳米片，并将其用作HER催化剂(K.R.G.Lin,A.D.Handoko,L.R.Johnson,X.Meng,M.Lin,G.S.Subramanian,B.Anasori,Y.Gogotsi,A.Vojvodic,Z.W.She,ACS Nano 2020,14,16140-16155)；另外，Yan等人将Ni0.7Fe0.3PS3原位负载在MXene上，其在碱性条件下表现出了较高的HER催化性能(C.F.Du,K.N.Dinh,Q.Liang,Y.Zheng,Y.Luo,J.Zhang,Q.Yan,Adv.Energy Mater.2018,8,1801127)。以上工作成功的将HER催化剂负载在MXene上，利用MXene与HER的协同作用，这些复合催化剂表现了较高的催化活性，但这些MXene负载的HER纳米催化剂往往表现出严重的团聚，为了避免团聚，其制备过程中需要对MXene表面进行修饰或者对MXene的二维结构进行调节，使得这些MXene负载HER纳米催化剂的过程十分繁琐，成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，该制备方法首先采用油胺辅助溶剂法制得Ni/Ti3C2Tx的前驱体，然后在还原气氛下将其转化为具有金属-载体间相互作用的Ni/Ti3C2Tx复合材料。
本发明的另一目的是提供一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂(Ni/Ti3C2Tx)。
本发明的另一目的是提供上述MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂在电催化析氢反应中作为电催化剂的应用，该MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的Ti3C2Tx导电基底具有优异的导电性和较高的亲氧性，可大大加速Ti3C2Tx导电基底和Ni纳米颗粒之间的电子传输，增强Ni纳米颗粒和Ti3C2Tx导电基底之间的粘合力，减少Ni纳米颗粒的团聚，并增加电催化活性位点的暴露。在电催化过程中，Ti3C2Tx可以显著降低Ni纳米颗粒的水解离能垒并优化Ni纳米颗粒对氢的吸附能力，从而使得Ni/Ti3C2Tx在过电位和稳定性等方面优点突出。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂，包括：导电基底以及原位负载在导电基底上的Ni纳米颗粒，按质量份数计，所述Ni纳米颗粒和导电基底的比为(0.5～5)：1，所述导电基底为Ti3C2Tx。
在上述技术方案中，所述Ni纳米颗粒的粒径为5-20nm，优选为7-15nm。
在上述技术方案中，所述Ni纳米颗粒在所述导电基底上均匀分散。
一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.05-0.2质量份数的Ti3C2Tx、20-50体积份数的油胺、0.5-1.0体积份数的油酸和0.2-2.0质量份数的乙酰丙酮镍混合均匀，得到反应溶液，其中，所述质量份数的单位为g，所述体积份数的单位为mL；
在所述步骤1)中，将Ti3C2Tx、油胺、油酸和乙酰丙酮镍超声10-60min至混合均匀。
2)在真空环境下，将所述反应溶液加热至100-150℃，立即转入氮气环境中，降温至80-95℃并在该温度保持恒温，加入0.3-1.0体积份数的三乙胺硼烷和1-3体积份数的油胺，继续在所述恒温的条件下反应0.5-2.0小时，冷却至室温，洗涤，干燥，得到Ni/Ti3C2Tx前驱体；
在所述步骤2)中，所述室温为20～25℃。
在所述步骤2)中，通过加入三乙胺硼烷和油胺的混合溶液实现加入所述三乙胺硼烷和油胺。
在所述步骤2)中，所述洗涤为用无水乙醇离心洗涤。
在上述技术方案中，所述离心的转速为5000～10000rpm。
在所述步骤2)中，所述干燥的温度为50～100℃，干燥的时间为6～12小时。
3)将所述Ni/Ti3C2Tx前驱体在还原气氛下于300-700℃煅烧1-6小时，得到所述MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂。
在所述步骤3)中，所述还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体。
在上述技术方案中，所述还原气氛中氢气的摩尔含量不低于5％。
在上述技术方案中，所述惰性气体为氩气或氮气。
在所述步骤3)中，将所述Ni/Ti3C2Tx前驱体从室温升温至所述300-700℃，再于300-700℃煅烧1-6小时，其中，所述升温的速率为0.5-20℃/min。
上述MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂在电催化析氢反应中作为电催化剂的应用。
在上述技术方案中，将所述MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在集流体上作为工作电极，采用三电极体系，于碱性环境的电解液中进行反应。
在上述技术方案中，将所述MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在集流体上的方法为：将0.005-0.01质量份数的MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂、0.02-0.1体积份数的Nafion溶液和0.9-0.98体积份数的异丙醇混合，超声分散至均匀后，得到浆料，将浆料均匀涂于集流体上并在室温下干燥2h以上，其中，每平方厘米集流体上涂覆的浆料的质量为0.2-0.5mg。
在上述技术方案中，所述电解液为浓度为0.1-6.0mol L-1的KOH水溶液。
与传统的催化剂相比，本发明的MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂导电性十分优异，Ni纳米颗粒原位负载可以使导电基底和Ni纳米颗粒之间无缝接触，有利于导电基底和Ni纳米颗粒之间的电子传输，增强Ni纳米颗粒和导电基底之间的粘合力，提高其稳定性；由于Ni纳米颗粒是使用溶剂法原位负载的，此制备方法有利于Ni纳米颗粒在Ti3C2Tx导电基底均匀负载，使两者紧密接触并产生强的金属-基底相互作用，大大促进了水分子的分解，降低镍的氢吸附能，从而显著增强了MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂在碱性条件下的析氢电催化活性，同时MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂具有较好的电化学稳定性；原料廉价且丰富、Ni纳米颗粒负载均匀、制备方法简单快捷以及结晶性好，作为析氢电催化剂具有较高的催化活性。
附图说明
图1为实施例1-4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的XRD图；
图2为实施例1-4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的TEM图，其中，a为实施例1，b为实施例2，c为实施例3，d为实施例4；
图3为实施例2所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的HAADF-STEM及Mapping图；
图4为实施例1-4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂敷在旋转环盘电极作为工作电极的HER在1mol L-1KOH水溶液中的线性扫描极化曲线；
图5为实施例2所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂敷在旋转环盘电极作为工作电极的HER在电流密度为-10mA cm-2下的恒定电压曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
MXene：Ti3C2Tx，购买自莱州凯烯陶瓷材料有限公司Laizhou Kai Kai CeramicMaterials Company Ltd；
Nafion溶液购买至上海麦克林生化科技有限公司。
实施例1
一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.08g的Ti3C2Tx、30mL的油胺、0.64mL的油酸和0.34g的乙酰丙酮镍混合，超声20min至混合均匀，得到反应溶液；
2)为了排出水和空气，抽真空，在真空环境下，将反应溶液加热至110℃，立即撤出抽真空体系接上氮气保护，在氮气环境下，降温至90℃并在该温度保持恒温不变，加入0.64mL的三乙胺硼烷和2mL的油胺的混合溶液，继续在恒温的条件下(90℃)反应1小时，在此过程中，三乙胺硼烷将乙酰丙酮镍还原成镍纳米颗粒前驱体并原位生长在Ti3C2Tx上，然后反应体系自然冷却至室温20～25℃，用无水乙醇离心洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥6小时，得到Ni/Ti3C2Tx前驱体，其中，离心转速为10000rpm，每次离心的时间为5分钟；
3)在管式炉中，将Ni/Ti3C2Tx前驱体在还原气氛下从室温以5℃/min的速率升温至400℃，再于400℃煅烧2小时，自然冷却至室温，得到MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂，其中，还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体，还原气氛中氢气的摩尔含量为10％，惰性气体为氩气。
实施例1所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的XRD如图1所示，图谱中特征峰与Ni的JCPDS卡片(No.4-850)和购买的Ti3C2Tx相符合，表明得到高纯度Ni/Ti3C2Tx复合材料。
实施例1所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的TEM如图2a所示，Ni纳米颗粒均匀负载在导电基底Ti3C2Tx片上，Ni纳米颗粒的大小在10纳米左右。
实施例2
一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.08g的Ti3C2Tx、30mL的油胺、0.64mL的油酸和0.51g的乙酰丙酮镍混合，超声20min至混合均匀，得到反应溶液；
2)为了排出水和空气，抽真空，在真空环境下，将反应溶液加热至110℃，立即撤出抽真空体系接上氮气保护，在氮气环境下，降温至90℃并在该温度保持恒温不变，加入0.64mL的三乙胺硼烷和2mL的油胺的混合溶液，继续在恒温的条件下(90℃)反应1小时，在此过程中，三乙胺硼烷将乙酰丙酮镍还原成镍纳米颗粒前驱体并原位生长在Ti3C2Tx上，然后反应体系自然冷却至室温20～25℃，用无水乙醇离心洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥6小时，得到Ni/Ti3C2Tx前驱体，其中，离心转速为10000rpm，每次离心的时间为5分钟；
3)在管式炉中，将Ni/Ti3C2Tx前驱体在还原气氛下从室温以5℃/min的速率升温至400℃，再于400℃煅烧2小时，自然冷却至室温，得到MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂，其中，还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体，还原气氛中氢气的摩尔含量为10％，惰性气体为氩气。
实施例2所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的XRD如图1所示，图谱中特征峰与Ni的JCPDS卡片(No.4-850)和购买的Ti3C2Tx相符合，表明得到高纯度Ni/Ti3C2Tx复合材料。
实施例2的TEM如图2b所示，Ni纳米颗粒均匀负载在导电基底Ti3C2Tx片上，Ni纳米颗粒大小在7.5纳米左右。
实施例2的HAADF-STEM及Mapping如图3所示，Ni、Ti、O和C元素分布均匀，证明Ni纳米颗粒在Ti3C2Tx片上均匀分散。
实施例3
一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.08g的Ti3C2Tx、30mL的油胺、0.64mL的油酸和0.68g的乙酰丙酮镍混合，超声20min至混合均匀，得到反应溶液；
2)为了排出水和空气，抽真空，在真空环境下，将反应溶液加热至110℃，立即撤出抽真空体系接上氮气保护，在氮气环境下，降温至90℃并在该温度保持恒温不变，加入0.64mL的三乙胺硼烷和2mL的油胺的混合溶液，继续在恒温的条件下(90℃)反应1小时，在此过程中，三乙胺硼烷将乙酰丙酮镍还原成镍纳米颗粒前驱体并原位生长在Ti3C2Tx上，然后反应体系自然冷却至室温20～25℃，用无水乙醇离心洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥6小时，得到Ni/Ti3C2Tx前驱体，其中，离心转速为10000rpm，每次离心的时间为5分钟；
3)在管式炉中，将Ni/Ti3C2Tx前驱体在还原气氛下从室温以5℃/min的速率升温至400℃，再于400℃煅烧2小时，自然冷却至室温，得到MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂，其中，还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体，还原气氛中氢气的摩尔含量为10％，惰性气体为氩气。
实施例3所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的XRD如图1所示，图谱中特征峰与Ni的JCPDS卡片(No.4-850)和购买的Ti3C2Tx相符合，表明得到高纯度Ni/Ti3C2Tx复合材料。
实施例3所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的TEM如图2c所示，Ni纳米颗粒均匀负载在Ti3C2Tx片上，Ni纳米颗粒大小在9.3纳米左右。
实施例4
一种MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.08g的Ti3C2Tx、30mL的油胺、0.64mL的油酸和0.9g的乙酰丙酮镍混合，超声20min至混合均匀，得到反应溶液；
2)为了排出水和空气，抽真空，在真空环境下，将反应溶液加热至110℃，立即撤出抽真空体系接上氮气保护，在氮气环境下，降温至90℃并在该温度保持恒温不变，加入0.64mL的三乙胺硼烷和2mL的油胺的混合溶液，继续在恒温的条件下(90℃)反应1小时，在此过程中，三乙胺硼烷将乙酰丙酮镍还原成镍纳米颗粒前驱体并原位生长在Ti3C2Tx上，然后反应体系自然冷却至室温20～25℃，用无水乙醇离心洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥6小时，得到Ni/Ti3C2Tx前驱体，其中，离心转速为10000rpm，每次离心的时间为5分钟；
3)在管式炉中，将Ni/Ti3C2Tx前驱体在还原气氛下从室温以5℃/min的速率升温至400℃，再于400℃煅烧2小时，自然冷却至室温，得到MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂，其中，还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体，还原气氛中氢气的摩尔含量为10％，惰性气体为氩气。
实施例4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的XRD如图1所示，图谱中特征峰与Ni的JCPDS卡片(No.4-850)和购买的Ti3C2Tx相符合，表明得到高纯度Ni/Ti3C2Tx复合材料。
实施例4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的TEM如图2d所示，Ni纳米颗粒均匀负载在Ti3C2Tx片上，Ni纳米颗粒大小在13.3纳米左右。
对实施例1～4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂进行元素定量分析，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003339546580000081
从ICP-AES的表1中得出，Ni纳米颗粒和导电基底的比为(0.5～5)：1。
将实施例1～4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在旋转环盘电极(集流体)作为HER工作电极进行测试：
电化学测试装置组装：电催化剂性能测试采用三电极体系，其中，MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在旋转环盘电极作为工作电极，石墨板为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，测试的电解液为1M KOH水溶液。测试仪器采用双恒电位电化学工作站(AFCBP1,PINE Instrument)。
MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在旋转环盘电极的过程为：将10mgMXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂、50μL Nafion溶液(上海麦克林生化科技有限公司)、950μL异丙醇混合，超声分散至均匀后，得到浆料，将7μL浆料涂于旋转环盘电极上并在室温下干燥5h，其中，每平方厘米旋转环盘电极上涂覆的浆料的质量为0.283mg。
实施例1～4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂的测试结果如图4所示，由图可知，实施例1～4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂均具有良好的电催化析氢性能，实施例1所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂到达-10mA cm-2的电流密度只需要约11.5mV的过电位，实施例2所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂到达-10mA cm-2的电流密度只需要约10.0mV的过电位，实施例3所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂到达-10mA cm-2的电流密度只需要约27.1mV的过电位，实施例4所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂到达-10mA cm-2的电流密度只需要约36.8mV的过电位。
图5为实施例2所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂在析氢达到-10mAcm-2的电流密度下进行的计时电流测试，从图中得知，实施例2所得MXene负载Ni纳米颗粒复合析氢电催化剂具有优异的电催化HER稳定性。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将 0.05-0.2 质量份数的 Ti3C2Tx、20-50 体积份数的油胺、0.5-1.0 体积份数的油酸和 0.2-2.0 质量份数的乙酰丙酮镍混合均匀，得到反应溶液，其中，所述质量份数的单位为 g，所述体积份数的单位为 mL；
2）在真空环境下，将所述反应溶液加热至 100-150℃，立即转入氮气环境中，降温至80-95℃并在该温度保持恒温，加入 0.3-1.0 体积份数的三乙胺硼烷和 1-3 体积份数的油胺，继续在所述恒温的条件下反应 0.5-2.0 小时，冷却至室温，洗涤，干燥，得到 Ni/Ti3C2Tx 前驱体；
3）将所述 Ni/Ti3C2Tx 前驱体在还原气氛下于 300-700 ℃煅烧 1-6 小时，得到所述MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂，该催化剂包括：导电基底以及原位负载在导电基底上的 Ni 纳米颗粒，按质量份数计，所述 Ni 纳米颗粒和导电基底的比为（0.5~5）：1，所述导电基底为 Ti3C2Tx。
2.根据权利要求 1 所述的 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，所述 Ni 纳米颗粒的粒径为 5-20 nm，所述 Ni 纳米颗粒在所述导电基底上均匀分散。
3.根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤 1）中，将 Ti3C2Tx、油胺、油酸和乙酰丙酮镍超声 10-60 min 至混合均匀。
4.根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤 2）中，所述室温为20~25℃；在所述步骤 2）中，通过加入三乙胺硼烷和油胺的混合溶液实现加入所述三乙胺硼烷和油胺；在所述步骤 2）中，所述洗涤为用无水乙醇离心洗涤；在所述步骤 2）中，所述干燥的温度为 50~100 ℃，干燥的时间为 6~12 小时。
5.根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤 3）中，所述还原气氛为氢气和惰性气体的混合气体，所述还原气氛中氢气的摩尔含量不低于 5%，所述惰性气体为氩气或氮气。
6.根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤 3）中，将所述 Ni/Ti3C2Tx前驱体从室温升温至所述 300-700 ℃，再于 300-700 ℃煅烧 1-6 小时，其中，所述升温的速率为 0.5-20 ℃/min。
7.如权利要求 1 所述 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂的制备方法获得的 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂在电催化析氢反应中作为电催化剂的应用。
8.根据权利要求 7 所述的应用，其特征在于，将所述 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在集流体上作为工作电极，采用三电极体系，于碱性环境的电解液中进行反应。
9.根据权利要求 8 所述的应用，其特征在于，将所述 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂涂覆在集流体上的方法为：将 0.005-0.01 质量份数的 MXene 负载 Ni 纳米颗粒复合析氢电催化剂、0.02-0.1 体积份数的 Nafion 溶液和 0.9-0.98 体积份数的异丙醇混合，超声分散至均匀后，得到浆料，将浆料均匀涂于集流体上并在室温下干燥 2h以上，其中，每平方厘米集流体上涂覆的浆料的质量为 0.2-0.5mg。
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