[发明专利]三维镍铁层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种三维镍铁层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法与应用。所述制备方法包括：提供包含铁盐和中性极性溶剂的混合溶液，使泡沫镍与所述混合溶液接触，并于室温静置反应，获得主要由镍铁层状双氢氧化物纳米片组装形成的三维镍铁层状双氢氧化物阵列，所述三维镍铁层状双氢氧化物阵列负载于泡沫镍上。所述三维镍铁层状双氢氧化物阵列主要由镍铁层状双氢氧化物纳米片组装形成，并具有三维多级结构。本发明通过简单的室温反应制备出三维镍铁层状双氢氧化物阵列，工艺简单，原料来源广泛，室温合成不需要额外能耗，且产率较高，适于大规模生产，同时所获产物是三维片状阵列结构，具有高活性和优越稳定性，在电催化析氧反应中有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及一种负载于泡沫镍上的层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法，尤其涉及一种负载于泡沫镍上的三维镍铁层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法与应用，属于材料科学领域。

背景技术

随着化石能源带来的能源危机和环境污染日益加剧，人们迫切需要寻找一种清洁、高效、储量丰富的新的含能体能源。氢气正是一种理想的新的含能体能源。电解水制氢是目前最受关注的制氢法之一，由于电解水的阳极析氧反应是一个复杂的四电子过程，使其具有很大的过电势，是制约电解水发展的重要原因。已知最理想的催化剂是二氧化铱和二氧化钌，然而由于其储量低且价格昂贵，使其应用受到极大限制。

目前，很多非贵金属基的材料都表现出了很好的电催化析氧反应性能，比如过渡金属氧化物、氢氧化物、磷酸化合物以及碳基材料，其中以镍铁化合物的性能最为突出。目前合成这些材料的方法主要为水热/溶剂热，高温共沉淀以及电化学沉积，但是这些合成策略都是需要额外提供大量的能量，极大提高了催化剂的成本，不符合当前世界节能的主题，且严重制约了其工业化生产的进程。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三维镍铁层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的还在于提供所述三维镍铁层状双氢氧化物阵列在电催化领域的用途。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种三维镍铁层状双氢氧化物阵列的室温制备方法，其包括：

提供包含铁盐和中性极性溶剂的混合溶液；

使泡沫镍与所述混合溶液接触，并于室温静置反应，获得主要由镍铁层状双氢氧化物纳米片组装形成的三维镍铁层状双氢氧化物阵列，所述三维镍铁层状双氢氧化物阵列负载于泡沫镍上。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的三维镍铁层状双氢氧化物阵列。

本发明实施例还提供了一种三维镍铁层状双氢氧化物阵列，其主要由镍铁层状双氢氧化物纳米片组装形成，并具有三维多级结构。

本发明实施例还提供了前述的三维镍铁层状双氢氧化物阵列在电催化领域中的用途。

本发明实施例还提供了前述的三维镍铁层状双氢氧化物阵列在电催化析氧反应中的用途。

本发明实施例还提供了一种电催化材料或装置，其包含前述的三维镍铁层状双氢氧化物阵列。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：

1)本发明通过简单的室温反应制备出三维镍铁层状双氢氧化物阵列，所有反应过程均在室温下进行，室温合成不需要额外能耗，并且工艺步骤极其简单，实验条件可控，所使用试剂简单易得，原料来源广泛，成本低廉，且产率较高，适于大规模生产；

2)本发明所制备的负载于泡沫镍上的三维镍铁层状双氢氧化物阵列具有多级结构，是由三维片状所形成的阵列结构，催化活性位点保留多，具有高活性和优越稳定性，在电催化析氧反应中有广泛应用前景；