[发明专利]一种超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片的制备及其电催化苯酚羟基化性能

权利要求书

1.一种用于电催化苯酚羟基化反应超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片，其特征在于，所述的超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片的主体层板金属镍和钒的摩尔比为3 : 1，超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片的平均厚度范围是4 ~ 5 nm，比表面积是239.97 m²/g；合成方法为：将可溶性金属盐Ni(NO₃)₂·6H₂O，VCl₃溶于去离子水中形成混合盐溶液，将生长抑制剂甲酰胺溶于1 mol/LNaNO₃溶液中配置形成底液，在80 ℃水浴环境中，将混合盐溶液逐滴加入底液中，同时使用0.75 mol/L NaOH溶液维持体系的pH为10；将反应后得到的反应液用去离子水充分洗涤至上层清液的pH在7 ~ 8，然后在60 ℃真空条件下干燥6 h，即得到超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片。

2.根据权利要求1所述的超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片，取20 mg该纳米片与4 mg乙炔黑、10 µL Nafion膜溶液溶于2 mL去离子水中，超声处理30 min后形成均匀分散的浆液，用移液枪取200 µL分散浆液滴涂在规格为1 cm×1 cm的导电基底泡沫镍上，在60 ℃真空条件下干燥6 h，即得到含有超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片的工作电极。

3.根据权利要求1所述超薄镍钒层状双氢氧化物纳米片在电催化苯酚羟基化反应中的应用，该催化反应在H型电解池中进行，两个电解池之间用质子交换膜分隔开；反应体系为三电极系统，铂网作为对电极，氯化银电极作为参比电极；在阳极电解池进行苯酚羟基化反应，电解液为1 mol/L氢氧化钾溶液，反应物苯酚的浓度为10 mmol/L；在阴极电解池中，使用1 mol/L氢氧化钾溶液作为电解液，在电催化反应过程中阴极发生析氢反应。

4.根据权利要求3所述的应用，所述的电催化苯酚羟基化在起始电压0.5 V、反应体系温度40 ℃的条件下，反应9 h后苯酚的转化率达72.19%，对苯二酚的选择性达63.27%，对苯二酚的产率为45.68%。