一种氮掺杂层状夹心结构Fe-MOF@Nb2CTx及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氮掺杂层状夹心结构Fe‑MOF@Nb<subgt;2</subgt;CT<subgt;x</subgt;及其制备方法和应用，其制备步骤如下：通过氢氟酸刻蚀Nb<subgt;2</subgt;AlC除去Al层，得到Nb<subgt;2</subgt;CT<subgt;x</subgt;，之后将Nb<subgt;2</subgt;CT<subgt;x</subgt;与六水合氯化铁在DMF中混合均匀，再添加1,4‑对苯二甲酸与铁离子形成配体，通过水热和碳化处理得到层状夹心结构的Fe‑MOF@Nb<subgt;2</subgt;CT<subgt;x</subgt;。最后，通过热解三聚氰胺对其进行氮化得到最终产物N‑Fe‑MOF@Nb<subgt;2</subgt;CT<subgt;x</subgt;。本发明专利技术的方法提高了电极材料的稳定性，使得电极材料具有高的反应活性，且提高了其有效传质和导电性。基于此，该材料在SIBs、OER、HER和OWS中均展现出良好的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池和电解水催化剂，具体涉及一种氮掺杂层状夹心结构fe-mof@nb2ctx及其制备方法和应用。

技术介绍

1、由于风能、水能、潮汐能以及太阳能等可再生资源存在间歇性、分散性和不稳定性等特点，研发高稳定性和高活性的电化学能源的存储与转化是至关重要的。目前，其具有多种装置和反应类型，如：1)电化学能源存储：锂离子电池(libs)、钠离子电池(sibs)和钾离子电池(pibs)等；2)电化学能源转化：电解水(析氢反应(her)、析氧反应(oer)和甲醇氧化反应(mor)等。其中，sibs具有高的能量密度、良好的安全性和丰富的钠源等特点。同时，通过电催化将水分解成氢气和氧气是一种非常具有前途的零碳排放的能源转化方式。全水分解(ows)包括阳极的oer和阴极的her，其理论分解电压为1.23v。实际上，水分解的所施加的电池电压约为1.8～2.0v(需要较大的过电位)。因此，需要通过研发高活性的催化剂来降低oer和her的过电位以减小能量的过度损耗。通常情况下，sibs、oer、her和ows的稳定性和反应活性很大程度上的取决于电极材料。

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【技术保护点】

1.一种氮掺杂层状夹心结构Fe-MOF@Nb2CTx的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂层状夹心结构Fe-MOF@Nb2CTx的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，Nb2AlC的质量为1～3g，氢氟酸的浓度为30wt％～50wt％。

3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂层状夹心结构Fe-MOF@Nb2CTx的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，Nb2CTx、六水合氯化铁和1,4-对苯二甲酸的质量比为1:1:1～1:1:3。

4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂层状夹心结构Fe-MOF@Nb2CTx的制备方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种氮掺杂层状夹心结构fe-mof@nb2ctx的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂层状夹心结构fe-mof@nb2ctx的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，nb2alc的质量为1～3g，氢氟酸的浓度为30wt％～50wt％。

3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂层状夹心结构fe-mof@nb2ctx的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，nb2ctx、六水合氯化铁和1,4-对苯二甲酸的质量比为1:1:1～1:1:3。

4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂层状夹心结构fe-mof@nb2ctx的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，fe-mof@nb2ctx和三聚氰胺的质量比为1:3～1:7。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种氮掺杂层状夹心结构fe-mof@nb2ctx的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，nb2alc的质量为2g，氢氟酸的浓度为40wt％；所述步骤2)中，nb2ctx、六水合氯化铁和1,4-对苯二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淮浩，付洪亮，赵静，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：