一种高熵层状氢氧化物复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了高熵层状氢氧化物复合材料及其制备方法和应用，涉及电催化技术领域；所述高熵层状氢氧化物复合材料包括镍基底材料，以及原位生长于所述镍基底材料的表面的层状双氢氧化物；所述高熵层状双氢氧化物具有三维纳米片状结构，并在所述泡沫镍的表面呈阵列排布。采用本发明专利技术技术方案提供的高熵层状氢氧化物复合材料作为催化剂应用于析氧反应中具有良好的电催化活性，且无需进一步煅烧或进行负载等修饰，可以直接作为工作电极，极大地节约了能源的消耗，简化了操作步骤，尤其地，制备方法绿色安全、操作简单、可以进行大批量地生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电催化，具体涉及一种高熵层状氢氧化物复合材料及制备方法与应用。

技术介绍

1、氢气作为一种环保的可再生资源具有很大的潜力成为未来能源消耗的替代品。电解水作为一种环保和高效的产氢方法成为未来产氢的重要研究方向之一。

2、析氧反应(oer)是分解水的半反应，实际上在控制制氢的能量效率中起着核心作用，具有复杂性和动力学迟缓的特点。为了实现高效的电解水，开发高效的析氧反应(oer)催化剂加速缓慢的动力学是急需解决的问题。

3、现有技术中，氧化还原反应一般采用贵金属氧化物作为催化剂，例如，利用氧化钌(ruo2)和氧化铱(iro2)作为oer的高效催化剂，但是这些催化剂由于成本高、储量低等缺点使其商业化应用严重受限。因此，开发低成本、高活性的非贵金属催化剂是推动电解水发展的关键技术难题。

4、高熵材料(high entropymaterial，hem)，作为一种新型催化剂，是一种由至少五种均匀分布的金属元素组成的材料。hem通过提供无限的可能性来调节电子结构和电学性质以优化催化性能，从而展示了其非常有前途的作用。现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于，包括金属基底和具有高熵结构的层状双氢氧化物；所述层状双氢氧化物结合于所述金属基底表面，并至少包含Fe、Co、Ni、Cu和M元素；其中M元素至少选自Mn、Cr、Ag、W、Mo、Mg或Zn中的任一种；

2.根据权利要求1所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：所述层状双氢氧化物中Fe、Co、Ni、Cu和M的摩尔比为(8～10)：3：1：1：1。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：M元素选自Mn、Cr、Ag或W中的任一种。

4.根据权利要求1所述的高熵层状氢氧化物复合材...

【技术特征摘要】

1.一种高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于，包括金属基底和具有高熵结构的层状双氢氧化物；所述层状双氢氧化物结合于所述金属基底表面，并至少包含fe、co、ni、cu和m元素；其中m元素至少选自mn、cr、ag、w、mo、mg或zn中的任一种；

2.根据权利要求1所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：所述层状双氢氧化物中fe、co、ni、cu和m的摩尔比为(8～10)：3：1：1：1。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：m元素选自mn、cr、ag或w中的任一种。

4.根据权利要求1所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：所述三维纳米片状结构的片径为300-500mm，厚度为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：多个所述三维纳米片状结构阵列排布于所述金属基底表面。

6.根据权利要求1-2、4-5中任一项所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：所述层状双氢氧化物原位生长于所述金属基底表面。

7.根据权利要求1所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：所述金属基底包括多孔金属基底。

8.根据权利要求7所述的高熵层状氢氧化物复合材料，其特征在于：所述金属基底包括泡沫镍或镍网。

9.一种高熵层状氢氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述混合反应物中，所述金属离子包括摩尔比为(8～10)：3：1：1：1的fe离子、co离子、ni离子、cu离子和m元素的离子。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的制备方法，其特征在于：m元素选自mn、cr、ag或w中的任一种。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述混合反应物中，所述金属离子与氟化铵的摩尔比为1：2～1：4，所述金属离子与尿素的摩尔比为1：5～1：8。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述水热反应的温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佩雷，曹行健，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：