【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、氢能是一种极具发展前景的能量载体，电催化水裂解是获得可持续绿色氢能源的有效策略之一，包括阴极析氢反应(her)和阳极析氧反应(oer)。然而，oer涉及一个四电子传递过程，需要较高的能量来克服缓慢的反应动力学，极大地限制了电化学水分解的能量转换效率。目前，ru和ir基材料具有很高的oer活性，然而稀缺性和过高的成本阻碍它们的广泛应用。因此，设计和制造具有成本效益和高性能的oer电催化剂势在必行。
2、过渡金属磷酸盐具有柔性配位特征，可以有效地稳定活性中心的中间状态，同时磷酸基团还可以作为质子受体，加速质子传导率，是目前具有发展前景的oer催化剂之一。然而，其制备耗时长以及高温处理造成了能源的过度消耗，同时催化活性较低限制了它的应用。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂及其制备方法，通过简便高效的一步共沉淀方法整合掺杂调控制备了碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂，制备方法简单，室温下即可制备，且制备的催化剂具有高的oer活性，并且由于催化剂具有光热响应的特征，在近红外光照下可以进一步显著提高其oer活性。
2、本专利技术具体通过以下技术方案实现。
3、本专利技术提供了一种碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、以水为分散介质，制备可溶性镍盐、可溶性铁盐和碳
5、将植酸钠盐水溶液与所述混合液混合，室温下搅拌络合，络合过程中生成的镍铁植酸盐纳米颗粒负载于碳纳米管上，得到碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂。植酸及其钠盐都具备较强的金属鳌和能力，但是其水溶液的酸碱性有较大差异；植酸水溶液为酸性，而植酸钠盐水溶液为碱性。本专利技术使用的是植酸钠盐。
6、优选的，ni元素的用量是ni和fe总摩尔量的70%～90%，更优选为80%。
7、优选的，混合液中，可溶性镍盐和可溶性铁盐总量和碳纳米管的用量比为0.01g～0.02g：1mg～2mg。更优选的，将可溶性镍盐和可溶性铁盐溶于水中，获得混合盐溶液，在搅拌的条件下将所述混合盐溶液与碳纳米管的水分散液混合均匀，获得混合液。可溶性镍盐和可溶性铁盐总量和水的固液比为0.02g～0.04g:1ml，更优选为0.03g:1ml；碳纳米管的水分散液的浓度为1mg/ml～2mg/ml，更优选为1.5mg/ml，混合盐溶液和碳纳米管的水分散液的体积比为1:2。
8、优选的，植酸钠：ni和fe总量的摩尔比为1:2～3，更优选为1:2.5。
9、优选的，搅拌络合的时间为0.5h～1.5h，更优选1h。
10、优选的，可溶性镍盐和可溶性铁盐为对应的硝酸盐。
11、优选的，混合液制备时，搅拌时间为5min。
12、优选的，络合反应结束后，离心分离，洗涤、干燥，干燥的温度为60℃，所述干燥的时间为12h。
13、本专利技术提供了由上述制备方法制备的碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂。碳纳米管相互连接缠绕，碳纳米管表面负载有镍铁植酸盐纳米颗粒，所述镍铁植酸盐纳米颗粒的平均直径为30nm。碳纳米管为颗粒提供更多的生长空间，暴露更多的活性位点，同时碳纳米管能增强纳米材料的导电性。碳纳米管表面丰富的官能团通过静电相互吸引作用吸附金属离子，随后植酸盐的多个络合位点使其能够在一个或多个配体内结合不同的金属离子，进一步加强金属间协同作用。
14、本专利技术提供了一种析氧反应电催化剂，为上述碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂。本专利技术碳纳米管负载的镍铁植酸盐纳米材料中的镍植酸盐和碳纳米管具有显著的光热响应的特征，在近红外光照下显著提高表面的局部温度，促进界面电荷转移以及加速反应动力学；通过铁的引入调整配位结构来进一步增强光热效应。在近红外照射下，光能直接转化为热能，使得oer过电位显著降低，这归因于吸热焓变的抵消以及oer活化能的降低，此应用可扩展到其他具有光热效应的oer催化剂。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
16、本专利技术以水溶分散介质，先制备了含有可溶性镍盐、可溶性铁盐和碳纳米管的混合液，之后将植酸钠盐水溶液与混合液混合，室温下搅拌络合，络合过程中生成的镍铁植酸盐纳米颗粒负载于碳纳米管上，得到碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂。本专利技术制备方法采用简便的室温一步共沉淀法，无须特殊的设备，成本低，可规模化扩展，可重复性高，具有广阔的工业应用化前景。
17、本专利技术制备的碳纳米管负载的镍铁植酸盐纳米材料具有较为优异的oer性能，并且由于催化剂具有光热响应的特征，在近红外光照下可以进一步显著提高其oer活性。例如在近红外光照射下，达到1000ma cm-2的电流密度仅需285mv。近红外光照射抵消了吸热焓变且降低了oer的活化能，显著提升了oer性能。
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1.一种碳纳米管负载的镍铁植酸盐OER催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管负载的镍铁植酸盐纳米材料中，Ni元素的用量是Ni和Fe总摩尔量的70%～90%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，混合液中，可溶性镍盐和可溶性铁盐总量和碳纳米管的用量比为0.01g～0.02g：1mg～2mg。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将可溶性镍盐和可溶性铁盐溶于水中，获得混合盐溶液，在搅拌的条件下将所述混合盐溶液与碳纳米管的水分散液混合均匀，获得混合液。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，混合盐溶液中，可溶性镍盐和可溶性铁盐总量和水的固液比为0.02g～0.04g:1mL；碳纳米管的水分散液的浓度为1mg/mL～2mg/mL，混合盐溶液和碳纳米管的水分散液的体积比为1:2。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，植酸钠盐：Ni和Fe总量的摩尔比为1:2～3。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，搅拌络合
8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制备的碳纳米管负载的镍铁植酸盐OER催化剂。
9.根据权利要求8所述的碳纳米管负载的镍铁植酸盐OER催化剂，其特征在于，所述碳纳米管相互连接缠绕，所述碳纳米管表面负载有镍铁植酸盐纳米颗粒，所述镍铁植酸盐纳米颗粒的平均直径为30nm。
10.根据权利要求8所述的碳纳米管负载的镍铁植酸盐OER催化剂，其特征在于，在近红外光照下催化阳极析氧反应。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管负载的镍铁植酸盐oer催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管负载的镍铁植酸盐纳米材料中，ni元素的用量是ni和fe总摩尔量的70%～90%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，混合液中，可溶性镍盐和可溶性铁盐总量和碳纳米管的用量比为0.01g～0.02g：1mg～2mg。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将可溶性镍盐和可溶性铁盐溶于水中，获得混合盐溶液，在搅拌的条件下将所述混合盐溶液与碳纳米管的水分散液混合均匀，获得混合液。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，混合盐溶液中，可溶性镍盐和可溶性铁盐总量和水的固液比为0.02g～0.04g:1ml；碳纳...
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