[发明专利]一种超薄层状FeNi-LDH-FePc@MXene双功能催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种具有OER和ORR催化活性的超薄层状FeNi-LDH-FePc@MXene双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一，制备催化剂MXene载体

1.1）将MXene的前驱体MAX置于盐酸和氟化锂的混合溶液中；

所述盐酸和氟化锂的混合溶液中，盐酸与氟化锂的摩尔比为0.1~100；MAX与盐酸和氟化锂的混合溶液的摩尔比为0.1~100；所述的MAX包括M_n+1AX_n中的一种或多种，其中M为Ti或V过渡金属，X为碳和/或氮，A为第三主族或第四主族的金属元素，n为1、2或3；

1.2）将步骤1.1）得到的MAX与盐酸和氟化锂的混合溶液搅拌，用水洗涤，得到混合溶液A；

1.3）将步骤1.2）得到的混合溶液A分离出上清液，干燥上清液得到MXene载体；

步骤二，制备超薄层状FeNi-LDH@MXene催化剂

2.1）将步骤1.3）得到的MXene载体溶解于水中，MXene的浓度为0.1~50mg/mL；然后加入铁盐、镍盐和碱性物质，得到混合溶液B；所述铁盐和镍盐的摩尔比为1:1~1:10，混合溶液B中碱性物质的摩尔浓度为0.01~10mmoL/mL；

2.2）将步骤2.1）得到的混合溶液B搅拌0.1~48h，然后转移到反应容器中，在80~150℃下反应1~15h；反应结束后冷却、过滤、干燥，获得FeNi-LDH@MXene催化剂；

步骤三，制备超薄层状FeNi-LDH-FePc@MXene双功能催化剂

3.1）将步骤2.2）制备的FeNi-LDH@MXene催化剂置于甲酰胺溶液中进行超声处理，得到混合溶液C；所述FeNi-LDH@MXene催化剂与甲酰胺溶液的质量体积比为1~50，单位mg/ml；

3.2）将FePc置于N-N二甲基甲酰胺溶液中进行超声处理，得到混合溶液D；所述FePc与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量体积比为0.1~20，单位mg/ml；

3.3）将步骤3.2）的混合溶液D倒入步骤3.1）的混合溶液C中，然后搅拌1~60h、过滤、干燥，得到超薄层状FeNi-LDH-FePc@MXene双功能催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一步骤1.2）中，搅拌的方式为电磁力搅拌、人工搅拌或机械搅拌中的一种或两种以上混合，搅拌的时间为1-80h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一步骤1.3）中，所述的分离方式为离心分离、静置分离或膜分离中的一种或两种以上混合，干燥为普通空气烘箱干燥、真空干燥、冷冻干燥中的一种或两种以上混合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二步骤2.1）所述铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或两种以上混合；所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或两种以上混合；所述碱性物质为NaOH、KOH、氨水中的一种或两种以上混合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二步骤2.2）中，所述的反应容器为密闭容器，冷却为自然冷却或急速冷却，干燥为普通空气烘箱干燥、真空干燥、冷冻干燥中的一种或两种以上混合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三步骤3.1）所述超声处理的时间为0.5~60h；步骤3.2）所述超声处理的时间为0.1~50h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三步骤3.3）中，搅拌为电磁力搅拌、人工搅拌或机械搅拌，所述的干燥为普通空气烘箱干燥、真空干燥中的一种或两种混合，干燥温度为40~150^oC，干燥时间为1~50h。