[发明专利]一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法和应用

权利要求书

1.一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法，其特征在于,是按以下步骤完成：

(1)泡沫镍的预处理：

将商业泡沫镍浸入到0.5M～2M稀盐酸中超声10min～20min，取出后先用无水乙醇超声清洗10min～15min，再用去离子水冲洗3次～5次，得到去除杂质的泡沫镍；

(2)配制镍铁盐溶液A：

将铁盐、镍盐和尿素溶解到去离子水中，磁力搅拌5min～15min，得到镍铁盐溶液A；

步骤(2)中所述的镍盐为六水合硝酸镍，铁盐为九水合硝酸铁；溶液A中镍盐和铁盐总的浓度为0.015～0.02mol/L；镍盐浓度0.008～0.015mol/L，铁盐0.005～0.01mol/L；)，尿素浓度为0.15～0.2mol/L；

(3)配制钴盐溶液B：

将钴盐和尿素溶解到去离子水中，磁力搅拌5min～15min，得到钴盐溶液B；

步骤(3)中所述的钴盐为六水合硝酸钴，溶液B中钴盐浓度为0.01～0.015mol/L，尿素浓度为0.15～0.2mol/L；

(4)一次水热反应：

将镍铁盐溶液A倒入不锈钢高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，接着将处理的泡沫镍浸入镍铁盐溶液A中，然后封闭高压反应釜，并将其移入电烘箱中加热8小时～10小时后，冷却到室温，取出后用去离子水冲洗3次～5次，得到镍铁网状纳米片阵列；

(5)二次水热反应：

将钴盐溶液B倒入不锈钢高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，接着将镍铁网状纳米片阵列试样浸入钴盐溶液B中，然后封闭高压反应釜，并将其移入电烘箱中再次加热8～10小时后，冷却到室温，取出后用去离子水冲洗3～5次，得到钴掺杂镍铁网状纳米片阵列；

(6)干燥：

将钴掺杂镍铁网状纳米片阵列试样倾斜放置于烧杯中，便于正反两面受热均匀，然后将烧杯转移到电烘箱中干燥，得到钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂。

2.按照权利要求1所述的一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法，其特征在于步骤(1)中所述的商业泡沫镍的厚度为1.2mm～1.7mm,孔径为200μm～400μm。

3.按照权利要求1所述的一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法，其特征在于步骤(1)中所述的超声频率为40Hz～60Hz。

4.按照权利要求1所述的一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法，其特征在于步骤(4)中所述的电烘箱温度为120℃～140℃。

5.按照权利要求1所述的一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法，其特征在于步骤(5)中所述的电烘箱温度为120℃～140℃。

6.按照权利要求1所述的一种合成钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂的方法，其特征在于步骤(6)中所述的钴掺杂镍铁网状纳米片阵列试样倾斜40°～60°放置于烧杯中，并将烧杯移入电烘箱，在70～80℃温度下干燥1～2小时，得到镍铁钴网状纳米片阵列高效双功能电催化剂。

7.按照权利要求1所述的一种钴掺杂镍铁网状纳米片阵列双功能电催化剂的应用，其特征在于钴掺杂镍铁网状纳米片阵列高效双功能电催化剂用于碱性环境中催化电解水的析氢反应和析氧反应。