[发明专利]一种β-氢氧化镍/氧化铁超薄纳米片、及其制备方法

说明书

本发明涉及一种β‑氢氧化镍/氧化铁超薄纳米片、及其制备方法，该纳米片物相为β‑氢氧化镍，纳米片的厚度为10‑20纳米，所述的纳米片的直径为50‑150纳米，包括以下步骤：将可溶性镍盐的水溶液和氢氧化钠水溶液混合，水铁矿为活性剂，充分搅拌均匀，得前驱体溶液；将前驱体溶液升温进行水热反应，反应后所得产物即为β‑氢氧化镍纳米片，本发明通过一步水热反应法，制得β‑氢氧化镍/氧化铁超薄纳米片，无需使用有机溶剂，制作方法简单，可重复性强、产量高、成本低，环保绿色；另外，所得纳米片为β相，通过严格控制镍源、碱源、铁源之间的不同配比，以及反应的温度，从而得到晶形较好，稳定性好、结晶度高，形貌均一、尺寸分布较为均匀的氢氧化镍超薄纳米片。

技术领域

本发明涉及一种纳米材料技术领域，尤其是一种β-氢氧化镍/氧化铁超薄纳米片、及其制备方法。

背景技术

近年来，由于人们对纳米材料的需求不断提高，使纳米材料的研发得到了快速的发展，并且广泛的应用在涂料、传统材料、电子设备、医疗器材等领域。值得一提的是复合纳米材料由于其独特的结构和尺寸，从而在电学、力学、热学、光学和磁学性能方面表现出不同于一般宏观材料，还可能具有原组分不具备的特殊性能和功能。

过渡金属的氢氧化合物是一种重要的矿物材料，它有大量的应用，特别是在催化、电催化反应上。纳米氢氧化镍的粒径小，比表面积大，能够增加与电解质溶液的接触面，减小质子在固相中的扩散距离，可以明显提高镍系电极催化性能。因此，合成出高催化活性的纳米Ni(OH)₂电极活性材料已成为国内外研究的热点。

Ni(OH)₂具有较多不同的相类型，常见的有，α-氢氧化镍和β-氢氧化镍，而β-氢氧化镍在强碱溶液下的稳定性比α相要高，因而β-氢氧化镍是一种碱性电解液电催化非贵金属性能较好电催化剂，β-氢氧化镍的电催化性能与其微观形貌和尺寸密切相关。

现有技术中，主要采用化学或结构的改性等方法来提高氢氧化镍作为OER电催化剂的相关性能，现有的氢氧化镍的形貌往往是颗粒状或片层厚度较厚的片状，这种结构的氢氧化镍纳米片的比表面积小，因而作为电催化剂具有电化学活性位点暴露不足的缺点，现有技术主要采用加入有机表面活性剂等方法来调控氢氧化镍的形貌和尺寸，从而改善氢氧化镍的形貌和尺寸，但是有机物对环境污染大，而且制备过程较为繁琐，成本较高，

其中，水热合成法是液相制备纳米材料的方法之一，现有技术对水热法合成氢氧化镍纳米片有所报道，如公开号为CN103342396A的中国申请专利公开了一种微波液相合成类石墨烯超薄二维氢氧化镍纳米材料的方法，先将可溶性镍盐和碱试剂分别溶于亲水性试剂中，待充分溶解后按照混合后溶液中二价镍离子和氢氧根离子的摩尔比为1:(1～8)共同加入反应容器中，搅拌，在微波激发加热条件下冷凝回流，自然冷却至室温后离心分离。然后用去

离子水和无水乙醇洗涤数次后放入真空干燥箱干燥后便得到二维氢氧化镍纳米材料。所述方法虽然具有合成温度低、反应时间段的优点，但是该方法需要微波加热和冷凝回流，合成设备较为复杂，而且采用微波加热不均匀、容器容易爆裂，不适于工业化生产。因此，一种工艺简单、条件温和的制备氢氧化镍纳米的方法是研究的重点所在。