System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料及其制备方法和应用技术_技高网
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一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料及其制备方法和应用技术

技术编号:43287593 阅读:16 留言:0更新日期:2024-11-12 16:08
本发明专利技术涉及一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料及其制备方法和应用,利用离子液体为封端剂,利用溶剂热法在碳布上合成具有分级结构的仙人掌状Ni(OH)<subgt;2</subgt;,以1‑丁基‑3‑甲基咪唑醋酸盐水溶液为溶剂,在亲水碳布上形成规律的纳米片和纳米线分级组装结构,纳米线致密交叉分布,穿插于纳米片之间,形成仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料。通过调整离子液体浓度实现对氢氧化镍纳米晶体结构的影响,促使其形成具有更多活性位点的形貌结构;为进一步研究其他镍基电催化剂的合成及形貌优化奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制氢,尤其是涉及一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、传统化石燃料的过度消耗引发的能源危机和气候变化引起了对开发廉价、清洁和可再生替代品的强烈研究需求。氢气因其卓越的能源密度和可持续性,一直被公认为是理想的有效清洁能源的载体之一。电解水制氢已成为一种有前途的制氢技术。然而,析氧反应(oer)的缓慢动力学对大规模的水分裂带来重大挑战。

2、镍基电催化材料,包括氢氧化镍,氧化镍等,由于其在碱性oer中的特殊活性和其原材料的成本效益,已成为最具发展前景的非贵金属催化剂之一。氢氧化镍作为重要的前驱体材料,电子结构独特,形貌易控制,对其进行形貌优化可为其他镍基电催化材料设计提供便利。氢氧化镍的形貌多样,目前研究较多的有空心球、纳米片、纳米棒等。形貌的优化,可使催化加的活性位点密度和局部电子结构得到调整,进而促进电子传输,提高催化性能。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本专利技术提供一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料及其制备方法和应用。

2、本专利技术采用的技术方案是:一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料,具有纳米线和纳米片组装结构,纳米线交叉分布,穿插于纳米片之间。

3、制备仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的方法,以含有1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液为溶剂,合成氢氧化镍材料。

4、优选地,以六水合硝酸镍、尿素、氟化铵为原料,以亲水碳布为基底,经水热反应制备得到仙人掌状纳米线和纳米片多级组装氢氧化镍多级纳米结构材料。

5、优选地,具体制备方法如下:

6、步骤一:将亲水碳布清洗后浸泡于浓硝酸中,80℃加热处理,清洗后烘干;

7、步骤二:将六水合硝酸镍、尿素、氟化铵,以及步骤一处理后的亲水碳布分散到1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液中,120-150℃水热反应后制备得到仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料,清洗后45-50℃烘干。

8、优选地,1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液中1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水的体积比为1:10-100。

9、优选地,1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液中1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水的体积比为1:50。

10、优选地,六水合硝酸镍、尿素、氟化铵的物质的量比为50:250:25。

11、仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料在镍基电催化材料中的应用。

12、本专利技术具有的优点和积极效果是:以离子液体为封端剂,通过水热法合成纳米线和纳米片分级组装的氢氧化镍纳米晶体;通过调整离子液体浓度实现对氢氧化镍纳米晶体结构的影响,促使其形成具有更多活性位点的形貌结构;为进一步研究其他镍基电催化剂的合成及形貌优化奠定了基础。

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【技术保护点】

1.一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料,其特征在于:具有纳米线和纳米片组装结构,纳米线交叉分布,穿插于纳米片之间。

2.制备权利要求1所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的方法,其特征在于:以含有1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液为溶剂,合成氢氧化镍材料。

3.根据权利要求2所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:以六水合硝酸镍、尿素、氟化铵为原料,以亲水碳布为基底,经水热反应制备得到仙人掌状纳米线和纳米片多级组装氢氧化镍多级纳米结构材料。

4.根据权利要求2所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:具体制备方法如下:

5.根据权利要求2-4中任一所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液中1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水的体积比为1:10-100。

6.根据权利要求5所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液中1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水的体积比为1:50。

7.根据权利要求4所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:六水合硝酸镍、尿素、氟化铵的物质的量比为50:250:25。

8.权利要求1所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料在镍基电催化材料中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料,其特征在于:具有纳米线和纳米片组装结构,纳米线交叉分布,穿插于纳米片之间。

2.制备权利要求1所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的方法,其特征在于:以含有1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的水溶液为溶剂,合成氢氧化镍材料。

3.根据权利要求2所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:以六水合硝酸镍、尿素、氟化铵为原料,以亲水碳布为基底,经水热反应制备得到仙人掌状纳米线和纳米片多级组装氢氧化镍多级纳米结构材料。

4.根据权利要求2所述的仙人掌状氢氧化镍多级纳米结构材料的制备方法,其特征在于:具体制备方法如下:

【专利技术属性】
技术研发人员:余焕焕贾立群张守民郑文君
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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