一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途。所述MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的特征在于，以泡沫铜为基底，所述泡沫铜的表面生长具有MOF复合的氢氧化铜纳米棒阵列；所述MOF为ZIF‑67。其制备方法采用原位合成法直接在泡沫铜基底上生长Cu(OH)2的纳米棒阵列，再以Cu(OH)2纳米棒阵列为基底通过模板定向生长在其表面生长MOF粒子，最后通过脱水处理得到具有电催化性能的电极材料。该复合材料在碱性条件下性能稳定，具有较高的重复利用度，较大的电化学活性面积，极大的提高了材料的催化活性；该制备方法制备工艺简单、烧结温度低、制备过程中能耗低，便于工业化生产。

MOF composite copper base nanorod array @ foam copper based composite electrode material and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途，属于电解水催化析氧

技术介绍
能源作为人类社会各种生产活动的基石，是人类生产力发展的最主要的推动力。从古至今，化石能源作为人类主要利用的能源，其消耗速度随着人类的发展变得越来越快，特别是进入工业化社会以来，现有的储存即将在几个世纪内消耗殆尽。化石能源的消耗也带来了环境污染问题，因此，发展可持续清洁的替代能源是当务之急。由于氢气燃烧过程能释放巨大的能量且产物是水，因此，氢气被认为一种可持续清洁能源。从环境友好的角度来讲，电化学催化分解水制氢是制备氢气的理想途径之一。电解水包括阳极的产氧反应(OER)和阴极的析氢反应(HER)，其中OER反应是一个四电子转移的动力学缓慢过程，往往需要消耗较高的能量。目前，贵金属基催化剂(RuO2/IrO2)是一种高效的产氧催化剂，然而这些贵金属基催化剂的价格昂贵，储量有限，限制了其大规模工业化应用。因此，为了满足发展可持续能源的要求，开发应用高效廉价的析氧催化剂来替代昂贵的贵金属催化剂显得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料以泡沫铜为基底；所述泡沫铜的表面生长具有MOF复合的氢氧化铜纳米棒阵列；所述MOF为ZIF‑67。

【技术特征摘要】
1.一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料以泡沫铜为基底；所述泡沫铜的表面生长具有MOF复合的氢氧化铜纳米棒阵列；所述MOF为ZIF-67。2.一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将过硫酸铵水溶液和氢氧化钾水溶液配制成前驱体溶液，将泡沫铜浸入所述前驱体溶液中进行反应，反应结束后，洗涤干燥，得到表面生长有金属铜氢氧化物纳米棒阵列的泡沫铜；2)将步骤1)所得表面生长有氢氧化铜纳米棒阵列的泡沫铜放入ZIF-67的前驱体溶液中，反应一段时间，水洗干燥，得到未经脱水的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料；3)将步骤2)所得未经脱水的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料进行退火处理，得到最终产物MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料。3.根据权利要求2所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述过硫酸铵和所述氢氧化钾的摩尔比为0.5～4：20～50。4.根据权利要求3所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述过硫酸铵和所述氢氧化钾的摩尔比为1：25。5.根据权利要求2所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述过硫酸铵水溶液的浓度为0.1-1mol/L；所述氢氧化钾水溶液的浓度为6-15mol/L。6.根据权利要求2所述的MOF复合的铜基纳米棒阵列@...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻发全，李攀，王建芝，谌伟民，蔡宁，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42