【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备方法及在电催化析氧反应中的应用，属于复合材料制备及电催化。
技术介绍
1、能源需求的激增和已知化石能源的匮乏牵动了能源结构的变革，越来越多的新能源开始走进大家的视野，电解水制备的氢气凭借燃烧效率高、产物无污染和原料来源广而得到广泛研究。作为与电解水析氢一同发生的析氧反应，涉及到更为复杂的四电子转移反应，制约整体电解水的发展，因此研究高效的析氧催化剂是很有必要的。尽管贵金属催化剂在电解水方面表现出优异的性能，但其高昂的成本使其无法大批量应用，因此，以mof和过渡金属及其衍生物为主要研究对象的电催化剂材料得到了蓬勃发展。
2、mof是以金属离子和有机配体通过自组装而形成的多孔框架材料，因其结构易调、孔隙大、合成简单而在气体储存、分离与吸附和能源方面应用广泛。mof-74是金属离子为mg、zn、ni、co、cu、mn和cr等二价离子，而配体为2,5-二羟基对苯二甲酸的一类mof材料的统称，双金属及多金属mof-74已在oer研究方面取得长足进展。xingjiale等人[xing j, guok, zou z, et al. in situ growth of well-ordered nife-mof-74 on ni foam by fe2+induction as an efficient and stable electrocatalyst for water oxidation[j]. chem. com
3、水滑石类化合物具有层板化学组成的可调控性、层间阴离子的可交换性和阳离子的可调配性、晶体尺度及分布的可调控性等特点，尤其是nife层状双氢氧化物(nife-ldh)因其卓越的oer催化活性而成为贵金属催化剂的替代品。huangfeng等人[huang f, yao b,huang y, et al. nife layered double hydroxide nanosheet arrays forefficientoxygen evolution reaction in alkaline media[j]. int.j. hydrogen.energ.,2022, 47(51): 21725-21735]通过简单的水热法在泡沫镍(nf)上生长了镍铁层状双氢氧化物(ldh)纳米片。通过控制ni/fe比，nifeiii(1:1)-ldh表现出最佳的oer性能，在50 ma cm-2下具有382 mv的低过电位和31.1 mvdec-1的低塔菲尔斜率，在50 macm-2下连续测试10 h后过电位仅增加20 mv。lichenchen等人[li c, chen j, wu y, etal. enhanced oxygen evolution reaction activity of nife layereddoublehydroxide on nickel foam-reduced graphene oxide interfaces[j]. int.j. hydrogen.energ.,2019, 44(5): 2656-2663]通过两步电沉积工艺制备了一种新型镍铁层状双氢氧化物/还原氧化石墨烯/泡沫镍(nife-ldh/rgo/nf)电极，用于析氧反应(oer)。rgo对nf的修饰增加了电极的界面电导率和电化学活性表面积。nifeldh/rgo/nf电极在10 macm-2下具有150 mv的低过电位，同时在10 ma cm-2的电流密度下表现出近10 h的稳定性。
4、本专利技术采用水热法和电沉积法在导电基底泡沫镍上制备了nife-mof-74@sm/nife-ldhoer电催化材料，稀土金属离子具有未充满的4f电子结构和丰富的电子能级，优化了ldh结构的电子分布，并且mof和ldh之间形成的异质结显著提升了oer性能。通过一系列物理表征和电化学测量，表明其拥有良好的oer性能和长期稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是一种nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备方法及在电催化析氧反应中的应用。
2、一、nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备
3、（1）nife-mof-74/nf催化剂的制备
4、将fecl2·4h2o、ni(no3)2·6h2o和2,5-二羟基对苯二甲酸混合，并依次加入去离子水，无水乙醇和n,n-二甲基甲酰胺，超声形成均一溶液；将泡沫镍竖直放入装有均一溶液的高压反应釜中，115~125℃反应20~25 h；反应结束且反应釜温度降至室温后，取出负载样品的泡沫镍，用去离子水和无水乙醇冲洗多次，真空干燥，得到nife-mof-74/nf催化材料；
5、fecl2·4h2o与ni(no3)2·6h2o的摩尔比为1:1~1:2；fecl2·4h2o与2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比为1:1~1:2。去离子水，无水乙醇和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1:1:15。
6、（2）nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备
7、将nife-mof-74/nf催化材料作为工作电极，pt片作为对电极，ag/agcl作为参比电极，采用计时电流法进行电沉积：沉积溶液为ni(no3)2·6h2o、fe(no3)3·9h2o和sm(no3)3·6h2o的水溶液；沉积电位为−1.0 v vs ag/agcl，沉积时间为100~900s；沉积所得的样品用去离子水和无水乙醇多次交替清洗，真空干燥，得到最终的nife-mof本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，FeCl2·4H2O与Ni(NO3)2·6H2O的摩尔比为1:1~1:2。
3.根据权利要求1所述的NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，FeCl2·4H2O与2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比为1:1~1:2。
4.根据权利要求1所述的NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，去离子水，无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1:15。
5.根据权利要求1所述的NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，沉积溶液中Ni(NO3)2·6H2O的浓度为0.1~0.15M，Fe(NO3)3·9H2O的浓度为0.1~0.15M；Sm(NO3)3·6H2O的
6.根据权利要求1所述的NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，沉积电位为−1.0 V vs Ag/AgCl，沉积时间为100~900s。
7.根据权利要求1所述方法制备的NiFe-MOF-74@Sm/NiFe-LDH/NF催化材料在电催化析氧反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，fecl2·4h2o与ni(no3)2·6h2o的摩尔比为1:1~1:2。
3.根据权利要求1所述的nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，fecl2·4h2o与2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比为1:1~1:2。
4.根据权利要求1所述的nife-mof-74@sm/nife-ldh/nf催化材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，去离子水，无水乙醇和n,n-二甲基甲酰...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓哲鹏，王强，孙银霞，胡文清，袁嘉璐，高璐璐，孙豫，王建军，刘丽萍，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：
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