[发明专利]一种硫掺杂氢氧化铁电催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硫掺杂氢氧化铁电催化剂及其制备方法，按摩尔比取原料硝酸铁，氟化铵，尿素和硫脲，然后采用水热法将硝酸铁、氟化铵和尿素溶于去离子水中混合均匀得到混合溶液，然后采用泡沫镍进行热反应形成Fe(OH)_x/NF前驱体，再以去离子水配制硫脲溶液，进行热反应融合得到了硫掺杂Fe(OH)x/NF样品，其形貌为纳米片表面沉积褶皱状的纳米层。本发明提供的硫掺杂Fe(OH)x/NF样品原料易得、合成过程简单，易于大规模制备，应用于电催化领域，并且用硫掺杂Fe(OH)x/NF样品作为正极材料具有优异的析氧性能。本发明的制备方法在生产工艺上简单可控，重复性好。

技术领域

本申请属于纳米结构制备领域，特别是涉及一种硫掺杂氢氧化铁电催化剂及其制备方法。

背景技术

探索高效、低成本的电催化剂是一项具有挑战性的任务。铁基氢氧化物由于储量丰富、价格低廉、化学性质稳定等优势而引起人们的广泛关注。然而，铁基氢氧化物存在导电性差、活性位点少和本征活性低等问题，使其电催化性能仍相对较差。为了解决这些问题，调控催化剂的形貌已被证实是有效的方法来提高催化性能(Adv.Mater.2016,28,4601-4605；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,5867-5871.)，然而，上述方法不仅步骤繁琐，且只增加电催化剂的活性位数目(没有提高电催化剂的导电性和本征活性)，并不适合大规模的生产应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫掺杂氢氧化铁电催化剂及其制备方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硫掺杂氢氧化铁电催化剂制备方法，其包括以下步骤：

S1，以摩尔比取以下原料：硝酸铁：氟化铵：尿素：硫脲为1：1：2：(1-3)；

S2，配置反应溶液：将硝酸铁、氟化铵和尿素溶于去离子水中混合均匀形成混合液A；每70ml去离子水中加入1mmol硝酸铁；

S3，将泡沫镍加入混合液A中进行水热反应，获得Fe(OH)_x/NF前驱体；

S4，将硫脲溶于去离子水中配制成混合溶液B，每70ml去离子水中加入1-3mmol硫脲；

S5、将Fe(OH)_x/NF前驱体加入到混合溶液B中进行水热反应，得到硫掺杂氢氧化铁电催化剂。

进一步的，硝酸铁：氟化铵：尿素：硫脲摩尔比为1:1:2:2。

进一步的，泡沫镍采用20mL甲醇和20mL去离子水超声混合形成的混合溶液。

进一步的，将泡沫镍加入混合液A中进行水热反应，反应温度为100℃-150℃，保温时间为10h-15h。

进一步的，将Fe(OH)_x/NF前驱体加入到混合溶液B中进行水热反应，反应温度为100℃-150℃，保温时间为10h-15h。

进一步的，将Fe(OH)_x/NF前驱体加入到混合溶液B中进行水热反应后从水热釜冷却到室温时取出，并用去离子水和酒精清洗得到硫掺杂氢氧化铁电催化剂。

一种硫掺杂氢氧化铁电催化剂，所述硫掺杂氢氧化铁电催化剂化学通式为S-Fe(OH)_x/NF。

进一步的，以摩尔量计由以下原料制备而成：硝酸铁：1mmol、氟化铵：1mmol、尿素：2mmol、硫脲：1-3mmol。