CN116288477A - 一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法，属于新材料制备技术领域。该双功能高熵纳米合金电催化剂双功能高熵纳米合金电催化剂包括多孔泡沫镍基体以及电沉积负载在泡沫镍基体上的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1‑xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金，按离子摩尔比Fe3+：Co2+：Ni2+：Cu2+：Zn2+：Li+＝1：1：1：1：1：(1.6～1.8)；制备方法为：1)根据离子摩尔比配制前驱体电解液；2)三电极体系下在多孔泡沫镍基体上进行恒电位电沉积；3)洗涤、自然干燥。双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法操作简单，无需后续处理步骤，具有较为优异的析氢反应、析氧反应双功能电催化活性，制备后即可直接用于电催化反应。
Description
技术领域
本发明属于新材料制备技术领域，具体涉及一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法。
背景技术
电催化水分解(2H2O→O2+2H2)作为一种清洁高效的制氢方法，由阴极析氢反应和阳极析氧反应两个半反应构成。但在实际应用中，反应动力学缓慢和过电位较大限制了这两个半反应的快速进行。目前用于商业的催化剂主要为贵金属基催化剂(析氢反应的Pt电极、析氧反应的IrO2和RuO2电极)，然而贵金属高成本、稀缺性的缺点阻碍了电解水的进一步发展。因此开发性能高效稳定、***廉的非贵金属基电催化剂是推动电解水规模应用的关键，也是当前迫切需要攻克的难题。
含有多种金属组元的高熵合金催化剂由于配位、几何效应等而具有优良的催化活性。而纳米尺寸的高熵合金电催化剂更广泛应用于催化领域，其因具有比单一金属纳米材料更优的性能而受到广泛关注。根据目前报道的可用于电催化领域高熵纳米合金电催化剂的制备方法包括化学还原法、模板法、碳热振荡法等，但同时实现合成方法简单、制备成本低廉、拥有双功能催化活性、可有望实际大范围制备的工艺较少，开发新组分高熵纳米合金电催化以及制备工艺流程尤为重要。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法，该双功能高熵纳米合金电催化剂为一种含Li高熵纳米合金电催化剂(Fe1/5Co1/ 5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)。该制备方法操作简易，制备时间快速。因此所制备出的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金电催化剂不仅有较大的科研意义，而且有利于实现大规模实际生产，具有一定的经济价值。
本发明的双功能高熵纳米合金电催化剂包括多孔泡沫镍基体以及电沉积负载在泡沫镍基体上的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金，其中，负载在泡沫镍基体上的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金的负载量为5～8mg/cm2。另外，高熵纳米合金为立方晶系，Fm-3m空间群，纳米微观结构为相互交错的纳米片状，纳米片的厚度为20～35nm。
更优选为，(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)。
所述使用的泡沫镍基体的孔隙率为≥98％，孔径为0.1～0.5mm。
泡沫镍基体的作用一方面是负载和分散高熵纳米合金，为均匀沉积而达到优异的电催化性能，提高所述高熵纳米合金电催化剂的稳定性。另一方面泡沫镍基体提高催化剂的导电性，多孔结构有利于反应物和产物的传输，提高高熵纳米合金电催化剂的催化活性。
在1mol/L KOH碱性条件下，(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)双功能高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.105V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为26mV，析氧反应的起始电位为1.44V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为224mV，具有最优异的析氢反应、析氧反应电催化性能。
本发明的一种双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1，前驱体溶液配置：
按照金属离子摩尔比为Fe3+：Co2+：Ni2+：Cu2+：Zn2+＝1：1：1：1：1：(1.6～1.8)称取相应的FeCl3·6H2O、CoCl2、NiCl2·6H2O、CuCl2·6H2O、ZnCl2、LiCl混合，并溶解于去离子水，密封，混合搅拌均匀，得到均匀混合的电解液；
所述的步骤1中，均匀混合搅拌，搅拌时间优选为3～4h。
步骤2，制备高熵纳米合金：
(1)将步骤1所得到的电解液，调节pH值在4～4.5，加热至40～50℃；
(2)采用三电极体系，多孔泡沫镍作为工作电极，石墨棒作为对电极，夹好放入电解液中；
(3)使用恒电位电沉积，沉积电位为-0.2±0.02V，沉积时间为850～900s；
(4)沉积结束后，对沉积高熵纳米合金的泡沫镍基体进行反复多次冲洗，并在空气中自然干燥，得到在泡沫镍基体上均匀沉积的双功能高熵纳米合金电催化剂。
上述双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，其中：
所述步骤1中，作为优选，FeCl3·6H2O浓度为0.1mol/L，CoCl2浓度为0.1mol/L，NiCl2·6H2O浓度为0.1mol/L，CuCl2·6H2O浓度为0.1mol/L，ZnCl2浓度为0.1mol/L，LiCl浓度为0.166mol/L。
所述步骤2(1)中，调节pH值的方法为：保持搅拌转速为200～300rpm，使用移液枪吸取氨水或0.1mol/L稀盐酸缓慢调节电解液pH为4～4.5。
所述步骤2(2)中，所使用的多孔泡沫镍基体尺寸为20mm×10mm×0.8mm。多孔泡沫镍经过0.5mol/L稀盐酸超声预处理时间3～5min，目的是去除表面的氧化层，并使用去离子水、无水乙醇反复冲洗三次，空气中静置干燥。
所述步骤2(3)中，沉积过程前，工作电极夹和参比电极夹同时夹到工作电极上，而且泡沫镍基体需要放入电解液液面以下1～1.5cm，同时与石墨棒保持2～2.5cm的间隔距离。
所述步骤2(4)中，待沉积时间结束，立刻拿出样品使用去离子水、无水乙醇多次冲洗除掉表面多余沉积物，空气中静置干燥，自然干燥时间≥24h。
本发明所述的双功能高熵纳米合金电催化剂为等摩尔比FeCl3·6H2O、CoCl2、NiCl2·6H2O、CuCl2·6H2O、ZnCl2、LiCl六种氯化物按离子摩尔比1：1：1：1：1：(1.6～1.8)混合而成的电解液，在泡沫镍基体上恒电位电沉积得到双功能高熵纳米合金电催化剂，无需其他任何处理，自然干燥后所得到的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金电催化剂可直接作为工作电极。
本发明的一种双功能高熵纳米合金电催化剂及其制备方法，与现有技术相比，有益效果为：
本发明采用简单的恒电位电沉积法制备出(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金电催化剂，制备方法操作简单，无需后续处理步骤，制备后即可直接用于电催化反应。
本发明中的双功能高熵纳米合金催化剂均由低成本金属元素Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Li组成，相比于目前电催化析氢反应、析氧反应商业使用的Pt、IrO2、RuO2贵金属催化剂，不仅具有成本上的优势，而且具有较为优异的析氢反应、析氧反应双功能电催化活性。
本发明的双功能高熵纳米合金电催化剂制备方法中，均匀分散沉积的高熵纳米合金结构提供了更大的催化反应接触面积，以及更多的活性位点。将高熵纳米合金电催化剂直接作为工作电极，进行电催化性能测试；本发明的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金，微观形貌为相互交错的纳米片状结构，薄片厚度为20～35nm，在1mol/L KOH碱性条件下测得本发明(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)双功能高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.105V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为26mV，析氧反应的起始电位为1.44V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为224mV，具有最优异的析氢反应、析氧反应电催化性能。
在理解范围内，本发明所列举的实施方法均能实现本发明，且不限于上述的举例，同时各种制备技术参数(高熵合金体系组分、电解液浓度、pH值、沉积电位、沉积时间)的区间范围都可实现本发明，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
附图说明
图1本发明的工艺流程图；
图2本发明实施例制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)与对比例1、对比例2、对比例3制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0,0.16,0.35)高熵纳米合金电催化剂的XRD图。
图3本发明实施例制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)与对比例1、对比例2、对比例3制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0,0.16,0.35)高熵纳米合金电催化剂的SEM形貌图；其中，(a)为对比例1；(b)为对比例2；(c)为实施例；(d)为对比例3。
图4本发明实施例制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)和对比例1制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0)高熵纳米合金电催化剂的X射线光电子能谱高分辨谱对比图；(a)为Fe 2p；(b)为Co 2p；(c)为Ni 2p；(d)为Cu 2p；(e)为Zn 2p；(f)为Li1s。
图5本发明实施例制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)与对比例1、对比例2、对比例3制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0,0.16,0.35)高熵纳米合金电催化剂性能测试图；(a)析氢反应性能测试；(b)析氧反应性能测试。
图6本发明实施例制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)与对比例1、对比例2、对比例3制得的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0,0.16,0.35)高熵纳米合金电催化剂，Li掺杂含量与析氢反应、析氧反应在10mA/cm2处对应过电位的关系曲线。
具体实施方式
应当指出，以下结合附图详细说明实施例，为了更好的阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。除非特殊说明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下述实施例的工艺流程如图1所示。
实施例
本发明提供一种双功能高熵纳米合金电催化剂，所述双功能高熵纳米合金电催化剂由多孔泡沫镍基体以及沉积在基体上的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金组成。本实施例是Li掺杂含量为x＝0.25时制备的高熵纳米合金。
一种双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤1，前驱体电解液制备：
(1)按照离子摩尔比Fe3+：Co2+：Ni2+：Cu2+：Zn2+：Li+＝1：1：1：1：1：1.66称取相应的FeCl3·6H2O(2.7029g)、CoCl2(1.298g)、NiCl2·6H2O(2.3769g)、CuCl2·6H2O(1.7048g)、ZnCl2(1.363g)、LiCl(0.7036g)混合，并溶解于100mL去离子水中，将装有电解液的烧杯盖上封口膜，放在磁力搅拌器上搅拌3～4h直至得到均匀混合的电解液；
步骤2，制备高熵纳米合金：
(1)将步骤1所得到的电解液稳定夹置在恒温水浴锅上，保持搅拌转速为200～300rpm，使用移液枪吸取氨水或0.1mol/L稀盐酸，缓慢调节电解液pH值在4～4.5，水浴加热温度至40℃；
(2)使用辰华电化学工作站CHI660E，采用三电极体系，多孔泡沫镍基体作为工作电极，石墨棒作为对电极，夹好放入电解液中；其中，所使用的多孔泡沫镍基体尺寸为20mm×10mm×0.8mm。多孔泡沫镍经过0.5mol/L稀盐酸超声预处理时间≤10min，目的是去除表面的氧化层，并使用去离子水、无水乙醇反复冲洗三次，静置空气干燥；
(3)沉积过程前，工作电极夹和参比电极夹同时夹到工作电极上，而且泡沫镍基体需要放入电解液液面以下1～1.5cm，同时与石墨棒保持2～2.5cm的间隔距离，使用恒电位电沉积，沉积电位为-0.2V，沉积时间为900s；
(4)沉积结束后，使用去离子水、无水乙醇对沉积高熵纳米合金的基体进行反复多次冲洗，在空气中自然干燥，得到在基体上均匀沉积的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金电催化剂。
本发明提供一种高熵纳米合金电催化剂在1mol/L KOH碱性条件下催化析氢反应、析氧反应的应用：
对所制备的上述(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金电催化剂，裁剪为10mm×10mm的工作电极，高熵纳米合金在基体上的沉积量为5～8mg/cm2，Ag/AgCl电极作为参比电极，石墨棒作为对电极。
使用上海辰华电化学工作站CHI660E进行电催化性能测试。循环伏安法(CV)圈数为20次，扫描速率为50mV/s。性扫描伏安法(LSV)扫描速率为5mV/s，欧姆补偿为95％。测试环境为50℃。
从图2的XRD结果显示，上述(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金XRD结果与标准PDF卡片(85-1326)一致，为立方晶系，空间群为Fm-3m(225)，表明该高熵纳米合金电催化剂为单相结构。图3(c)显示(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的SEM形貌图，为相互交错的纳米片状结构，纳米片厚度约为20～35nm。图4(a～f)显示对比例1和实施例(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0、0.25)高熵纳米合金的X射线光电子能谱图，随着Li掺杂含量增加，Fe 2p、Co 2p、Cu 2p的结合能有一定程度的向低结合能处偏移。图5中(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的电催化析氢反应测试、析氧反应测试。在1mol/L KOH碱性条件下测得本实施例(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.105V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为26mV，析氧反应的起始电位为1.44V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为224mV，具有最优异的析氢反应、析氧反应电催化性能。
对比例1
同实施例，不同在于，本对比例是Li掺杂含量为x＝0时制备的高熵纳米合金，即(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0)，在制备过程中，按照离子摩尔比Fe3+：Co2+：Ni2+：Cu2 +：Zn2+＝1：1：1：1：1称取相应的FeCl3·6H2O(2.7029g)、CoCl2(1.298g)、NiCl2·6H2O(2.3769g)、CuCl2·6H2O(1.7048g)、ZnCl2(1.363g)混合，控制电解液pH值在4.5，加热至42℃；沉积电位范围为-0.25V，沉积时间为850s。
从图2的XRD结果显示，上述对比例中(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0)高熵纳米合金XRD结果与标准PDF卡片(85-1326)一致，为立方晶系，空间群为Fm-3m(225)，表明该高熵纳米合金电催化剂为单相结构。图3(a)显示(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的SEM形貌图，为相互堆叠的纳米网状球颗粒结构，纳米颗粒直径约为150～180nm。图5中(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的电催化析氢反应测试、析氧反应测试。在1mol/L KOH碱性条件下测得本实施例(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0)高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.125V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为43mV，析氧反应的起始电位为1.461V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为235mV，相比于实施例，其析氢反应、析氧反应电催化性能均有降低。
对比例2
同实施例1，不同在于，本对比例是Li掺杂含量为x＝0.166时制备的高熵纳米合金，即(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.166)，在制备过程中，按照离子摩尔比Fe3+：Co2 +：Ni2+：Cu2+：Zn2+：Li+＝1：1：1：1：1：1称取相应的FeCl3·6H2O(2.7029g)、CoCl2(1.298g)、NiCl2·6H2O(2.3769g)、CuCl2·6H2O(1.7048g)、ZnCl2(1.363g)、LiCl(0.4239g)混合，控制电解液pH值在4.5，加热至42℃；沉积电位范围为-0.25V，沉积时间为850s。
从图2的XRD结果显示，上述(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.166)高熵纳米合金XRD结果与标准PDF卡片(85-1326)一致，为立方晶系，空间群为Fm-3m(225)，表明该高熵纳米合金电催化剂为单相结构。图3(b)显示(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.166)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的SEM形貌图，为相互交错的纳米薄片结构，纳米薄片的厚度约为5～7nm。图5中(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.166)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的电催化析氢反应测试、析氧反应测试。在1mol/L KOH碱性条件下测得本实施例(Fe1/ 5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.166)高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.132V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为48mV，析氧反应的起始电位为1.463V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为269mV，相比于实施例，其析氢反应、析氧反应电催化性能均有下降。
对比例3
同实施例1，不同在于，本对比例是Li掺杂含量为x＝0.35时制备的高熵纳米合金，即(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.35)，在制备过程中，按照离子摩尔比Fe3+：Co2+：Ni2 +：Cu2+：Zn2+：Li+＝1：1：1：1：1：2.7称取相应的FeCl3·6H2O(2.7029g)、CoCl2(1.298g)、NiCl2·6H2O(2.3769g)、CuCl2·6H2O(1.7048g)、ZnCl2(1.363g)、LiCl(1.1411g)混合，控制电解液pH值在4.5，加热至42℃；沉积电位范围为-0.25V，沉积时间为850s。
从图2的XRD结果显示，上述(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.35)高熵纳米合金XRD结果与标准PDF卡片(85-1326)一致，为立方晶系，空间群为Fm-3m(225)，表明该高熵纳米合金电催化剂为单相结构。图3(d)显示(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.35)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的SEM形貌图，为块状枝晶结构，表明在Li掺杂含量x＝0.35时，高熵纳米合金的微观形貌不存在纳米片状结构。图5中(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.35)高熵纳米合金在泡沫镍基体上的电催化析氢反应测试、析氧反应测试。在1mol/L KOH碱性条件下测得本实施例(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.35)高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.121V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为39mV，析氧反应的起始电位为1.467V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为246mV，相比于实施例，其析氢反应、析氧反应电催化性能均有下降。
通过以上对比，说明随着Li掺杂摩尔含量的增加，在x＝0.25时具有最优异的析氢反应、析氧反应电催化性能，其形貌为相互交错的纳米薄片微观形貌，该相互交错的纳米薄片微观形貌结构有利于增大与电解液的反应接触面积，进一步提高电催化活性，纳米薄片的厚度为20～35nm。
对于电催化析氢反应、析氧反应而言，在10mA/cm2的相应过电位越低，电催化剂的催化性能越好，根据图6所示，随着Li掺杂摩尔含量的增加，在x＝0.166时电催化剂的性能反而降低，表明在该组分体系中掺杂等摩尔Li的条件下，电催化性能并没有得到提升；在x＝0.25时，电催化剂的析氢反应性能相比x＝0的电催化剂提升近一倍，析氧反应性能也得到一定的提升；在x＝0.35时，电催化剂的析氢反应、析氧反应性能再次下降。说明对于该组分体系，Li的加入确实达到调控电催化剂的催化性能的目的，即Li掺杂含量为x＝0.25时，析氢反应、析氧反应电催化性能均达到最优。
另外特殊说明，根据图6数据内容及实验规律，Li掺杂含量在优选实施例中小范围波动，即x＝0.24～0.27之间时，判定相应的电催化剂仍会有优异的析氢反应、析氧反应电催化性能，也在专利保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，对本发明不存在限制影响，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双功能高熵纳米合金电催化剂，其特征在于，包括多孔泡沫镍基体以及电沉积负载在泡沫镍基体上的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金，其中，负载在泡沫镍基体上的(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.24～0.27)高熵纳米合金的负载量为5～8mg/cm2。
2.根据权利要求1所述的双功能高熵纳米合金电催化剂，其特征在于，高熵纳米合金为立方晶系，Fm-3m空间群，纳米微观结构为相互交错的纳米片状，纳米片的厚度为20～35nm。
3.根据权利要求1所述的双功能高熵纳米合金电催化剂，其特征在于，所述多孔泡沫镍基体的孔隙率为≥98％，孔径为0.1～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的双功能高熵纳米合金电催化剂，其特征在于，高熵纳米合金为(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)。
5.根据权利要求4所述的双功能高熵纳米合金电催化剂，其特征在于，在1mol/L KOH碱性条件下，(Fe1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5)1-xLix(x＝0.25)双功能高熵纳米合金电催化剂析氢反应的起始电位为-0.105V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为26mV，析氧反应的起始电位为1.44V，电流密度在10mA/cm2时的过电位为224mV。
6.权利要求1-5任意一项所述的双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，前驱体溶液配置：
按照金属离子摩尔比为Fe3+：Co2+：Ni2+：Cu2+：Zn2+＝1：1：1：1：1：(1.6～1.8)称取相应的FeCl3·6H2O、CoCl2、NiCl2·6H2O、CuCl2·6H2O、ZnCl2、LiCl混合，并溶解于去离子水，密封，混合搅拌均匀，得到均匀混合的电解液；
步骤2，制备高熵纳米合金：
(1)将步骤1所得到的电解液，调节pH值在4～4.5，加热至40～50℃；
(2)采用三电极体系，多孔泡沫镍作为工作电极，石墨棒作为对电极，夹好放入电解液中；
(3)使用恒电位电沉积，沉积电位为-0.2±0.02V，沉积时间为850～900s；
(4)沉积结束后，对沉积高熵纳米合金的泡沫镍基体进行反复多次冲洗，并在空气中自然干燥，得到在泡沫镍基体上均匀沉积的双功能高熵纳米合金电催化剂。
7.根据权利要求6所述的双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，其特征在于，FeCl3·6H2O浓度为0.1mol/L，CoCl2浓度为0.1mol/L，NiCl2·6H2O浓度为0.1mol/L，CuCl2·6H2O浓度为0.1mol/L，ZnCl2浓度为0.1mol/L，LiCl浓度为0.166mol/L。
8.根据权利要求6所述的双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2(1)中，调节pH值的方法为：保持搅拌转速为200～300rpm，使用移液枪吸取氨水或0.1mol/L稀盐酸缓慢调节电解液pH为4～4.5。
9.根据权利要求6所述的双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2(2)中，所使用的多孔泡沫镍基体尺寸为20mm×10mm×0.8mm；多孔泡沫镍经过0.5mol/L稀盐酸超声预处理时间3～5min，并使用去离子水、无水乙醇反复冲洗三次，空气中静置干燥。
10.根据权利要求6所述的双功能高熵纳米合金电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2(3)中，沉积过程前，工作电极夹和参比电极夹同时夹到工作电极上，而且泡沫镍基体需放入电解液液面以下1～1.5cm，同时与石墨棒保持2～2.5cm的间隔距离。
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