[发明专利]一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用

说明书

本申请提供了一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用，所述层状双金属氢氧化物为NiIr层状双金属氢氧化物。所述层状双金属氢氧化物具有优良的海水电解催化活性、选择性和稳定性。

技术领域

本申请涉及一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用，属于材料领域。

背景技术

氢气是一种高效清洁能源。电解水制备氢气相比于其他手段(如水煤气得到氢气和一氧化碳混合气等)能够得到纯度更高的氢气，效率也更高。

但是现在的大多数关于电解水的研究主要是以纯水为电解质，而水资源的稀缺往往会成为限制纯水电解应用的主要瓶颈。因此，利用海水进行电解成为了更有前景的产氢手段，对于海水电解的开发研究仍属于空白。

海水相较于纯水来说存着许多杂质离子，这些离子在电解过程中会严重腐蚀电解水催化剂。更严峻的是，在电解水阳极，海水中高溶度的氯离子会带来难以避免的氯气析出副反应与析氧反应竞争，影响其效率。因此我们亟需开发具高活性，高稳定性及高选择性的海水析氧反应催化剂。

层状双金属氢氧化物作为析氧反应催化剂有着许多优势，比如巨大的比表面积能以及可控的层状结构等。但是在海水电解方面的应用仍有待开发。

为了克服现有技术中制备NiIr层状双金属氢氧化物的难点,即Ni原子和Ir原子的原子半径相差较大。当Ir原子掺杂进入Ni基层状氢氧化物的主体结构中时，容易引起结构变形影响合成过程中层状结构的稳定性, 导致难以得到NiIr层状双金属氢氧化物。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用。本发明所提供的层状双金属氢氧化物可用于海水电解，拥有优异的催化活性，稳定性和选择性。

根据本申请的一个方面，提供一种层状双金属氢氧化物，所述层状双金属氢氧化物为NiIr层状双金属氢氧化物。

可选地，所述NiIr层状双金属氢氧化物形貌为单层片层状；

所述单层片层的片层厚度为0.9-1.3nm。

可选地，所述单层片层的片层厚度为1.1-1.2nm。

可选地，所述NiIr层状双金属氢氧化物具有良好的海水电解催化活性、选择性和稳定性。

可选地，所述NiIr层状双金属氢氧化物的海水电解催化活性为361mV 的过电位下能达到500mA/cm²的电流密度、选择性为99％和稳定性为能维持120小时以上。

根据本申请的另一个方面，提供一种层状双金属氢氧化物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将含有Ni源、Ir源的混合液在碱性条件下反应，反应温度为60-85℃，得到所述层状双金属氢氧化物；

所述层状双金属氢氧化物为NiIr层状双金属氢氧化物。

可选地，所述Ni源为Ni的可溶性盐。

可选地，所述Ni源包括Ni的硝酸盐、氯化物中的至少一种。

可选地，所述Ni的硝酸盐为Ni(NO₃)₂。

可选地，所述Ir源为Ir的可溶性盐。

可选地，所述Ir源包括Ir的氯化物、六水合氯铱酸中的至少一种。

可选地，所述Ir的氯化物为IrCl₃。

可选地，所述混合液中还包括甲酰胺。

可选地，所述碱性条件为：pH＝8-11。