[发明专利]钼酸盐纳米阵列及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种钼酸盐纳米阵列，包括钼酸盐纳米棒和基底；所述钼酸盐纳米棒中的钼酸盐的化学式为AMoO₄；其中，A选自过渡金属中的至少一种。其作为电解水产氧的催化剂，在碱性条件下，到达10mA·cm^‑2的过电位小于300mV，性能优于商业化的IrO₂催化剂。

技术领域

本申请涉及一种钼酸盐纳米阵列及其制备方法和应用，属于催化领域。

背景技术

随着社会的发展，环境污染加剧的问题变得日益严重，因此寻找高效的清洁能源也成为了各国关注的焦点。氢气作为一种具有高能量密度，并且属于完全无污染的能源，被认为是最有潜力的清洁能源。但是目前获得氢气的主要途径为石油裂解制氢，而石油是不可再生能源，所以通过其它途径获得高纯度的氢气是很迫切的。

在各种获得氢气的途径中，电解水制氢被认为是最具有潜力的一种方法。目前，制约电解水制氢技术发展的最大因素在于缺少廉价高效的析氧催化剂。虽然目前商业用的IrO₂具有很高的析氧反应活性，但是由于铱的稀缺性，使得这类催化剂难以获得大规模的应用，所以寻找廉价高效的析氧反应催化剂已经成为各国科学家关注的重点问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种钼酸盐纳米阵列，该钼酸盐纳米阵列用于电解水产氧具有高的OER活性。

所述钼酸盐纳米阵列，包括钼酸盐纳米棒和基底；

所述钼酸盐纳米棒中的钼酸盐的化学式为AMoO₄；其中，A选自过渡金属元素中的至少一种。

优选地，所述钼酸盐的化学式为B_xC_yMoO₄；其中：x，y均大于0，且x+y＝1；B，C独立地选自过渡金属元素中的一种，且B和C是不同金属元素；优选地，所述x，y独立的选自0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9。

优选地，所述钼酸盐的化学式为D_pE_qF_lMoO₄；其中：p，q，l均大于0，且p+q+l＝1；D，E，F独立地选自过渡金属元素中的一种，且D，E和F是不同的金属元素；优选地，所述p，q，l独立的选自0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9。

所述A包括Fe、Co、Ni中的至少一种；

优选地，B、C中的至少一个选自Fe、Co、Ni中的至少一种；

优选地，D，E，F中的至少一个选自Fe、Co、Ni中的至少一种。

所述钼酸盐纳米棒的横截面上相距最远两点的距离为50nm～400nm；

所述钼酸盐纳米棒的长度为1μm～10μm。

优选地，所述钼酸盐纳米阵列以纳米棒的形态生长于基底上；所述钼酸盐纳米阵列为纳米棒取向排列；优选地，所述钼酸盐纳米阵列为纳米棒均匀取向排列。

优选地，所述基底选自金属网、纤维织物中的至少一种。

优选地，所述基底选自镍网、碳布中的至少一种。

进一步优选地，所述基地选自镍网或者碳布。

本申请的另一个方面，提供了制备所述的钼酸盐纳米阵列的方法，至少包括以下步骤：

将含有过渡金属盐、钼酸盐的原料，与基底接触，在基底上通过水热反应原位生长得到钼酸盐纳米阵列。

所述过渡金属盐与钼酸盐的摩尔比为1：1.2；