[发明专利]一种过渡金属掺杂纳米α-氢氧化钴材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种过渡金属掺杂纳米α-氢氧化钴材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：钴盐和过渡金属盐前驱体溶液的配制

先将钴盐和过渡金属盐溶解在水中，在磁力搅拌下加入醇类溶剂，搅拌均匀后得到前驱体溶液；其中，所述钴盐与过渡金属盐的摩尔比为100:5-40；所述的醇与水的体积比为5-1:1-5；所述醇为无水醇，所述水为去离子水；

步骤2：氨和胺混合溶液的配制

依次将氨水和胺加入到醇和水的混合溶液中配制得到氨和胺混合溶液；所述的氨水和胺的摩尔比为5:1-25；

步骤3：过渡金属掺杂纳米α-Co(OH)₂的形成

在激烈搅拌下，将步骤2中制备得到的氨和胺混合溶液滴加到步骤1中的前驱体溶液中，在10-50℃温度下反应10min-10h，得到所述过渡金属掺杂纳米α-氢氧化钴材料；其中，金属盐与氨水的摩尔比为1:1—10；

所述钴盐为硝酸钴、碳酸钴、硫酸钴、氯化钴、氟化钴、溴化钴、碘化钴、醋酸钴和乙酰丙酮钴中的一种或几种混合；

所述过渡金属盐为镍盐、锰盐、铜盐和铬盐中的一种或几种混合；

所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和乙二醇中的一种或几种混合；

所述的胺为甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺和己胺中的一种或几种混合。

2.一种权利要求1所述方法制得的过渡金属掺杂纳米α-氢氧化钴材料作为催化剂，应用于电催化水裂解。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，该应用具体包括：

步骤1：过渡金属掺杂的α-Co(OH)₂和全氟磺酸聚合物复合物的制备

在激烈搅拌下，在过渡金属掺杂纳米α-氢氧化钴材料中加入全氟磺酸聚合物溶液，得到复合物；其中，所述全氟磺酸聚合物溶液质量分数为1%-25%；全氟磺酸聚合物溶液与过渡金属掺杂纳米α-氢氧化钴材料体积比为1:1000-5；

步骤2：负载过渡金属掺杂的α-Co(OH)₂催化剂泡沫镍电极材料的制备

将泡沫镍浸泡入步骤1制得的复合物中，1min-1h取出泡沫镍，放置在室温中自然晾干，得到负载过渡金属掺杂的α-Co(OH)₂催化剂的泡沫镍电极材料；其中，所述泡沫镍面积为0.1 cm²-100 cm²；

步骤3：以所得负载过渡金属掺杂的α-Co(OH)₂催化剂的泡沫镍电极材料为阳极、铂丝电极为阴极、Ag/AgCl电极为参比电极，用0.5M-2M 碱性溶液作为电解液，施加电流密度为5-500 mA/cm²的电流进行电催化裂解水；所述的碱性溶液溶质为KOH、NaOH中的一种或两种。