[发明专利]一种多元金属氮化物异质结纳米棒阵列复合电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多元金属氮化物异质结纳米棒阵列复合电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用水热反应在泡沫镍上生长NiMoO₄纳米棒；在NiMoO₄纳米棒上沉积铁基氧化物，得镍钼铁氧化物前驱体/泡沫镍复合材料；

(2)将所述镍钼铁氧化物前驱体/泡沫镍复合材料进行热氨化处理，得到多元金属氮化物异质结纳米棒阵列电催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用水热反应在泡沫镍上生长NiMoO₄纳米棒具体包括以下步骤：将镍盐和钼盐溶解于水中，得溶液；将所述溶液装入高压釜中，再将泡沫镍浸入溶液中，进行水热反应，然后冷却至室温，取出泡沫镍后经干燥，得到生长有NiMoO₄纳米棒的泡沫镍。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶液中镍盐的浓度为0.04mol/L，所述钼盐的浓度为0.01mol/L；所述水热反应的温度为150℃，反应时间为4～10h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体包括以下步骤：将铁盐溶解于溶剂中，制备得到前驱体溶液；然后用前驱体溶液在生长有NiMoO₄纳米棒的泡沫镍表面上可控沉积铁基氧化物，然后进行晾干，得镍钼铁氧化物前驱体/泡沫镍复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为H₂O、DMF、C₂H₅OH中的一种或几种；所述前驱体溶液中铁盐的浓度为0.02～0.2g/mL。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热氨化处理的条件为：以氨气作为氮源，氩气作为保护气，升温至300～550℃，恒温2～6h；恒温烧结束，停止通入氨气，在氩气保护下随炉冷却至室温，得到多元金属氮化物异质结纳米棒阵列复合电催化剂。

7.一种多元金属氮化物异质结纳米棒阵列复合电催化剂，其特征在于，其由权利要求1～6任一项的方法制备而成，其生长于泡沫镍导电基底上，包括MoO_3-x(x＝0,1)纳米棒以及生长于MoO_3-x(x＝0,1)纳米棒表面的Fe₃N/Ni₃N纳米颗粒。

8.一种如权利要求1～6中任一项所述制备方法制备得到的多元金属氮化物异质结纳米棒阵列复合电催化剂或如权利要求7所述的多元金属氮化物异质结纳米棒阵列复合电催化剂在水电解制氢或水电解制氧中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述水电解制氢、水电解制氧中的水包括碱性水、碱性海水、中性水中任意一种。