[发明专利]一种Bi@NiFe-LDH/NF复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种Bi@NiFe‑LDH/NF复合材料的制备方法，步骤为：(1)对泡沫镍进行清洗，获得泡沫镍载体；(2)将Ni(NO₃)₂·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、CO(NH₂)₂和NH₄F制成盐溶液A；(3)将盐溶液A进行微波反应，过滤，取滤渣；(4)对滤渣清洗干燥，获得NiFe‑LDH；(5)将NiFe‑LDH与乙炔黑和聚偏氟乙烯分散于氮甲基吡咯烷酮中，形成糊状液体，并涂于泡沫镍载体表面，干燥后，即得粗品NiFe‑LDH/NF；(6)取Bi(NO₃)₃·5H₂O、EDTA‑2Na和KCl制成电解液，粗品NiFe‑LDH/NF作为工作电极，进行沉积，得到Bi@NiFe‑LDH/NF。所制备的电催化剂具有较大的比表面积大、与反应底物充分接触等优势，有利于反应过程中质子的快速运输及气体的及时逸出。

技术领域

本发明涉及一种Bi@NiFe-LDH/NF复合材料的制备方法，属于电催化领域。

背景技术

能源危机和环境污染是人类面临的两大主要问题，用其他可代替的能源来代替传统的石化能源成为人们的迫切需求。氢能作为一种清洁的新能源，与传统的化石燃料的相比，燃烧放热量高，同时燃烧的产物是水，能有效缓解温室效应和大气污染等问题，具有广泛的应用前景。

目前制氢主要是矿物燃料制氢，但矿物燃料制得的氢气纯度低、成本高。采用电解水制氢为另一制氢途径，电解水时，阴极反应主要是析氢反应(HER)，阳极反应主要是析氧反应(OER)，OER的过程涉及四个电子耦合质子的转移，而HER只有两个电子参与反应，因此析氧反应的过电势远远大于析氢反应。

目前，电解水析氧反应的催化剂大都是贵金属氧化物，例如氧化铱(IrO₂)和氧化钌(RuO₂)等，它们具有过电位低和塔菲尔斜率小的优点，虽然他们具有良好的催化活性，但存在成本较高的问题，限制了商业化的发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种Bi@NiFe-LDH/NF复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将泡沫镍放入盐酸溶液中进行超声处理，去除表面NiO层，然后依次在去离子水、无水乙醇中分别进行超声处理，去除泡沫镍上的残留物，制成泡沫镍载体；

(2)将Ni(NO₃)₂·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、CO(NH₂)₂和NH₄F加入到去离子水中搅拌均匀，制成盐溶液A；

(3)将盐溶液A置于微波合成仪的石英管中，在静态的氮气气氛、常压条件下进行微波反应，待反应进行完毕，然后取出使其自然冷却，然后过滤，取滤渣；

(4)对滤渣进行无水乙醇淋洗至滤液为无色后，在烘箱里干燥，获得NiFe-LDH；

(5)将NiFe-LDH与乙炔黑和聚偏氟乙烯混合、并研磨均匀后，超声分散于氮甲基吡咯烷酮中形成糊状液体，然后将糊状液体均匀涂于泡沫镍载体表面，并在真空干燥后用压片机压制成片状，即得粗品NiFe-LDH/NF；