一种Ni@NiFe LDH三维壳核结构材料及其应用和制备方法技术

本发明专利技术提出一种Ni@NiFe LDH三维壳核结构材料及其应用和制备方法，本发明专利技术的Ni@NiFe LDH三维壳核结构材料，Ni纳米珠链核芯具有良好的导电性，Ni纳米珠链核芯及包裹在Ni纳米珠链核芯外的NiFe LDH复合外壳能够作为电催化剂，具有较高的水分解催化能力，同时还具有较高的稳定性，具有特别高的产业价值。同时，本发明专利技术的Ni@NiFe LDH三维壳核结构材料的制备方法简单，利用泡沫镍制备的Ni纳米珠链核芯，原料简单，且具有良好的导电性，并且制备Ni纳米珠链方法简单；并且在制备过程中调制pH值至碱性，能够提高水合肼对Ni的还原效率；利用磁场化学还原方式来制备Ni纳米珠链，没有污染物质和化学试剂，绿色环保，具有潜在商业价值。

A Ni@NiFe LDH Three-dimensional Shell-Core Structural Material and Its Application and Preparation Method

The invention provides a Ni@NiFe LDH three-dimensional shell-core structure material and its application and preparation method. The Ni@NiFe LDH three-dimensional shell-core structure material of the invention has good conductivity, and the Ni nano-pearl chain core and the NiFe LDH composite shell wrapped outside the core of the Ni nano-pearl chain can be used as an electrocatalyst with high water decomposition catalytic capacity, and also has a higher water decomposition catalytic capacity. High stability, with a particularly high industrial value. Meanwhile, the preparation method of the Ni@NiFe LDH three-dimensional shell core structural material is simple, and the Ni nano bead core made of foam nickel has simple raw materials and good electrical conductivity, and the preparation method of the Ni nano bead chain is simple. In addition, the pH value is adjusted to alkali in the preparation process, which can improve the reduction efficiency of hydrazine hydrate to Ni, and the preparation of Ni nano particles by using the magnetic field chemical reduction method. Rice bead chain, without pollutants and chemical reagents, is environmentally friendly and has potential commercial value.

【技术实现步骤摘要】
一种Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料及其应用和制备方法
本专利技术涉及纳米复合结构
，尤其涉及一种Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料及其应用和制备方法。
技术介绍
电化学分解水作为一种清洁和可持续的方法来转化可再生能源——氢气，从而代替传统的化石燃料或生物质等碳氢化合物的重整或热裂解来制氢而引起了人们广泛的关注。然而，由于阴极析氢(HER)和阳极析氧(OER)的电化学过程缓慢导致需要很高的过电位才能使水分解，尤其是析氧过程涉及四电子转移，所需克服的能垒极高。目前，最先进的电催化剂分别是用于HER的Pt基材料和用于OER的Ru、Ir基材料，其具有较小的起始电位，但是它们要达到更高的电流密度(100mA·cm-2)仍然需要很高的过电位，另外，它们属于稀有元素，极高的成本限制了它们的广泛应用。研究者们已经投入大量努力来开发有效且低成本的双功能电催化剂以取代上述贵金属催化剂，例如Co基，Ni基和Fe基及其化合物。过渡金属基层状双氢氧化物纳米片(LDHs)作为有前景的双功能电催化剂之一，已经在全解水领域被深入地研究。由于其独特的二维层状结构，即催化活性位点的暴露比零维和一维结构更充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni@NiFe LDH三维壳核结构材料，其特征在于，包括泡沫镍、Ni纳米珠链核芯和NiOH‑FeOH复合外壳；其中，所述Ni纳米珠链核芯原位生长在所述泡沫镍上，所述NiOH‑FeOH复合外壳包裹于所述Ni纳米珠链核芯外。

【技术特征摘要】
1.一种Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料，其特征在于，包括泡沫镍、Ni纳米珠链核芯和NiOH-FeOH复合外壳；其中，所述Ni纳米珠链核芯原位生长在所述泡沫镍上，所述NiOH-FeOH复合外壳包裹于所述Ni纳米珠链核芯外。2.根据权利要求1所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料，其特征在于，所述Ni纳米珠链核芯均匀的生长在所述所述泡沫镍的网络节点部位。3.根据权利要求1所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料，其特征在于，所述泡沫镍所生长的网络节点部位为平坦的。4.根据权利要求1所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料，其特征在于，所述NiOH-FeOH复合外壳为非晶态的。5.根据权利要求1所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料，其特征在于，所述NiOH-FeOH复合外壳由多个NiOH-FeOH纳米层构成。6.一种Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料的制备方法，制备如权利要求1-5中任意一项所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用磁场辅助化学还原法在泡沫镍上原位生长Ni纳米珠链核芯；步骤2：在所述Ni纳米珠链核芯外部形成NiOH-FeOH复合外壳。7.根据权利要求6所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1：对所述泡沫镍进行清洗；步骤1.2：将镍盐前躯体水溶液进行加热；步骤1.3：将所述泡沫镍加入所述镍盐前躯体水溶液中，并且加入水合肼；步骤1.4：调节所述镍盐前躯体水溶液的pH；步骤1.5：将所述盐前躯体水溶液置于磁场中保温；步骤1.6：取出所述泡沫镍并清洗。8.根据权利要求7所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料的制备方法，其特征在于，在步骤1.1中，对所述泡沫镍先进行清洗，然后进行冲洗。9.根据权利要求8所述的Ni@NiFeLDH三维壳核结构材料的制备方法，其特征在于，在步骤1.3中，采用浓盐酸对所述泡沫镍进行清洗；采用乙醇和去离子水对所述泡沫镍进行反复多次冲洗，所述浓盐酸的浓度为30～40wt％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，蔡正阳，王现英，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31