[发明专利]多空位过渡金属层状双羟基化合物、制备方法及应用

权利要求书

1.一种多空位过渡金属层状双羟基化合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)使过渡金属层状双羟基化合物均匀分散于极性溶剂中，成为过渡金属层状双羟基化合物悬浊液，所述过渡金属层状双羟基化合物中的过渡金属为二价和三价过渡金属离子的任意组合；所述二价和三价过渡金属离子的原子比为3-10:1；

(2)向步骤(1)的悬浊液中加入锚定反应所需的有机小分子，所述有机小分子为异硫氰酸甲酯或异氰酸甲酯，进行活化反应，得到所述上述有机小分子处理的过渡金属层状双羟基化合物；

(3)将步骤(2)得到的上述有机小分子处理的过渡金属层状双羟基化合物，采用有机溶剂洗涤，得到多空位过渡金属层状双羟基化合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过渡金属层状双羟基化合物的重量与所述极性溶剂的体积之比为0.5-2mg:1ml；步骤(2)中，所述有机小分子在步骤(1)的悬浊液中的终浓度为0.01-1.0M，所述活化反应的反应温度为60-100℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述极性溶剂包括离子水、乙醇中的一种或两种；所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、乙腈中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括下述具体步骤：

(1)使原子比在3-10:1之间的Ni²⁺/Fe³⁺、Ni²⁺/Co³⁺或Co²⁺/Fe³⁺过渡金属层状双羟基化合物均匀分散于极性溶剂中，所述过渡金属层状双羟基化合物的重量与所述极性溶剂的体积之比为0.5-2mg:1ml，通过超声振动并搅拌分散均匀，成为过渡金属层状双羟基化合物悬浊液；

(2)向步骤(1)的悬浊液中加入终浓度为0.01-1.0M的有机小分子溶液，在400-1000rpm的搅拌速度下搅拌分散均匀，然后在20-80℃反应温度和700-1000rpm搅拌速度下反应1-5小时，自然冷却至室温，得到有机小分子处理的过渡金属层状双羟基化合物；所述有机小分子为异硫氰酸甲酯或异氰酸甲酯；

(3)向步骤(2)得到的过渡金属层状双羟基化合物中加入有机溶剂洗涤，在6000-8000rpm下离心洗涤三次，每次5-10分钟，然后真空干燥3-6小时，得到多空位过渡金属层状双羟基化合物。

5.一种多空位过渡金属层状双羟基化合物，其特征在于，所述多空位过渡金属层状双羟基化合物通过根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得。

6.根据权利要求5所述多空位过渡金属层状双羟基化合物作为水分解阳极产氧催化剂的用途。

7.一种水分解阳极，其特征在于，包括基材、以及如权利要求5所述的多空位过渡金属层状双羟基化合物，所述基材包括泡沫镍、碳布或铁基材。

8.一种水分解三电极体系，包括权利要求7所述的水分解阳极，还包括作为对电极的Pt丝、作为参比电极的Ag/AgCl及作为电解液的0.5-1.5M氢氧化钾或氢氧化钠水溶液。