[發(fā)明專利]三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列及其室溫制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810587028.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108716008B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng)斌;楊紅超;汪昌紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): C25B11/06
• 分類號(hào): C25B11/06;C25B11/03
• 代理公司: 32256 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列及其室溫制備方法與應(yīng)用。所述制備方法包括：提供包含鐵鹽和中性極性溶劑的混合溶液，使泡沫鎳與所述混合溶液接觸，并于室溫靜置反應(yīng)，獲得主要由鎳鐵層狀雙氫氧化物納米片組裝形成的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列，所述三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列負(fù)載于泡沫鎳上。所述三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列主要由鎳鐵層狀雙氫氧化物納米片組裝形成，并具有三維多級(jí)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的室溫反應(yīng)制備出三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列，工藝簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣泛，室溫合成不需要額外能耗，且產(chǎn)率較高，適于大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)所獲產(chǎn)物是三維片狀陣列結(jié)構(gòu)，具有高活性和優(yōu)越穩(wěn)定性，在電催化析氧反應(yīng)中有廣泛應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種負(fù)載于泡沫鎳上的層狀雙氫氧化物陣列及其室溫制備方法，尤其涉及一種負(fù)載于泡沫鎳上的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列及其室溫制備方法與應(yīng)用，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著化石能源帶來(lái)的能源危機(jī)和環(huán)境污染日益加劇，人們迫切需要尋找一種清潔、高效、儲(chǔ)量豐富的新的含能體能源。氫氣正是一種理想的新的含能體能源。電解水制氫是目前最受關(guān)注的制氫法之一，由于電解水的陽(yáng)極析氧反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的四電子過(guò)程，使其具有很大的過(guò)電勢(shì)，是制約電解水發(fā)展的重要原因。已知最理想的催化劑是二氧化銥和二氧化釕，然而由于其儲(chǔ)量低且價(jià)格昂貴，使其應(yīng)用受到極大限制。

目前，很多非貴金屬基的材料都表現(xiàn)出了很好的電催化析氧反應(yīng)性能，比如過(guò)渡金屬氧化物、氫氧化物、磷酸化合物以及碳基材料，其中以鎳鐵化合物的性能最為突出。目前合成這些材料的方法主要為水熱/溶劑熱，高溫共沉淀以及電化學(xué)沉積，但是這些合成策略都是需要額外提供大量的能量，極大提高了催化劑的成本，不符合當(dāng)前世界節(jié)能的主題，且嚴(yán)重制約了其工業(yè)化生產(chǎn)的進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列及其室溫制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)明的另一目的還在于提供所述三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列在電催化領(lǐng)域的用途。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列的室溫制備方法，其包括：

提供包含鐵鹽和中性極性溶劑的混合溶液；

使泡沫鎳與所述混合溶液接觸，并于室溫靜置反應(yīng)，獲得主要由鎳鐵層狀雙氫氧化物納米片組裝形成的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列，所述三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列負(fù)載于泡沫鎳上。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了由所述方法制備的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列，其主要由鎳鐵層狀雙氫氧化物納米片組裝形成，并具有三維多級(jí)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了前述的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列在電催化領(lǐng)域中的用途。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了前述的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列在電催化析氧反應(yīng)中的用途。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電催化材料或裝置，其包含前述的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少在于：

1)本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的室溫反應(yīng)制備出三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列，所有反應(yīng)過(guò)程均在室溫下進(jìn)行，室溫合成不需要額外能耗，并且工藝步驟極其簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件可控，所使用試劑簡(jiǎn)單易得，原料來(lái)源廣泛，成本低廉，且產(chǎn)率較高，適于大規(guī)模生產(chǎn)；

2)本發(fā)明所制備的負(fù)載于泡沫鎳上的三維鎳鐵層狀雙氫氧化物陣列具有多級(jí)結(jié)構(gòu)，是由三維片狀所形成的陣列結(jié)構(gòu)，催化活性位點(diǎn)保留多，具有高活性和優(yōu)越穩(wěn)定性，在電催化析氧反應(yīng)中有廣泛應(yīng)用前景；