[发明专利]一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极及其制备方法

权利要求书

1.一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极，其特征在于，包括：

泡沫镍负载钒基金属-有机框架电极，所述钒基金属-有机框架为纳米片阵列结构，纳米片直径为450-550nm；

自支撑电极为掺杂的泡沫镍负载钒基金属-有机框架，掺杂为非金属掺杂、金属掺杂或金属-非金属共掺杂。

2.如权利要求1所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极及其制备方法，其特征在于，非金属包括P、S或N，金属包括Fe、Co或Ni。

3.如权利要求1所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极及其制备方法，其特征在于，非金属或金属的掺杂质量比为5-10wt％。

4.如权利要求1所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将泡沫镍、钒源、有机配体分散在无水乙醇和去离子水中，超声并常温搅拌，得到均匀的混合溶液；

S2、将混合溶液转移到水热反应釜中，在120-180℃恒温下反应12～24h，离心，清洗，干燥，得到泡沫镍负载钒基金属-有机框架电极。

5.如权利要求4所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，步骤S1中钒源为三氯化钒、钒酸胺、乙酰丙酮钒中的至少一种，有机配体为萘二羧酸二钾盐、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、2-甲基咪唑中的至少一种。

6.如权利要求5所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，步骤S1中的混合溶液中的钒源浓度为5-10mmol/L，有机配体浓度为5-10mmol/L，所述钒源与有机配体的摩尔比为1～2，所述无水乙醇与去离子水的体积比为1～4。

7.如权利要求6所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，步骤S1中的混合溶液中，加入金属前驱体，经步骤S2的水热反应后得到金属掺杂泡沫镍负载钒基金属-有机框架电极，金属前驱体为氯化铁、氯化钴或氯化镍，前驱体中金属的质量比为5％～10％。

8.如权利要求7所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，将得到的泡沫镍负载钒基金属-有机框架与硫或亚次磷酸钠混合，置入管式炉，在氮气气氛下300～500℃退火1～2小时，升温速率为2～5℃/min，得到S或P与C共掺杂泡沫镍负载钒基金属-有机框架OF/NF电极。

9.如权利要求8所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，将得到的泡沫镍负载钒基金属-有机框架，在氨气气氛下处理，其他条件不变，处理后得到N-C共掺杂泡沫镍负载钒基金属-有机框架电极。

10.如权利要求9所述的一种全pH值高效电催化全分解水自支撑电极的制备方法，其特征在于，该自支撑电极是掺杂的泡沫镍负载钒基金属-有机框架电极，在全pH值范围内均具有高效的电催化分解水产氢活性，并且实现了高效电催化全分解水。