[发明专利]改性的TM-LDH纳米材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种制备改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料的方法，所述过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料包含两种或三种过渡金属，所述改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料还包含原子级阳离子空位缺陷，所述原子级阳离子空位缺陷为其中一种过渡金属用金属络合剂进行去除而留下的空位缺陷，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

（1）使两种或三种过渡金属的离子水溶液与尿素水溶液在150-200ºC的温度下进行水热反应20-24 h，生成过渡金属基层状双羟基化合物；

（2）使所述过渡金属基层状双羟基化合物与金属络合剂水溶液在室温下进行络合反应2-8天，生成包含原子级阳离子空位缺陷的过渡金属基层状双羟基化合物，经收集、洗涤、干燥后，得到所述改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料；

其中，在步骤（2）中，所述过渡金属基层状双羟基化合物为NiCu LDH或NiFeCu LDH，所述金属络合剂为SCN^-，以从所述过渡金属基层状双羟基化合物中去除Cu离子，同时还加入亚硫酸钠水溶液，以将二价Cu还原为一价Cu，其中SO₃^2-与二价Cu摩尔比在1:1至 5:1之间，SO₃^2-与SCN^-摩尔比在1:1至5:1之间。

2.根据权利要求1所述的制备改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述水热反应在导电材料存在下进行，所述过渡金属基层状双羟基化合物生长在所述导电材料上。

3.根据权利要求2所述的制备改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料的方法，其特征在于，所述导电材料为泡沫镍、碳布或金属片。

4.一种改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料，所述改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料通过根据权利要求1-3中任一项所述的制备改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料的方法制得。

5.一种水分解催化剂，其特征在于，所述水分解催化剂包含根据权利要求4所述的改性的过渡金属基层状双羟基化合物纳米材料。

6.一种水分解电极，其特征在于，所述水分解电极包括导电材料和位于所述导电材料上的根据权利要求5所述的水分解催化剂。

7.根据权利要求6所述的水分解电极，其特征在于，所述导电材料为泡沫镍、碳布或金属片。

8.一种水分解三电极体系，其特征在于，所述水分解三电极体系包括水分解工作电极、Pt丝对电极和Ag/AgCl参比电极以及电解液，其中所述水分解工作电极为根据权利要求6或7所述的水分解电极。

9.根据权利要求8所述的水分解三电极体系，其特征在于，所述电解液为1 M氢氧化钾或氢氧化钠水溶液。