CN113926456A - 一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种用于硝酸根还原为氨的NiFe‑LDH催化剂的制备方法及应用，包括以下步骤：将六水合硝酸镍和碱溶解在水和有机溶剂的混合溶液中，搅拌后再加入水合三氯化铁，继续搅拌，之后进行水热反应；反应结束后，依次经洗涤、烘干，得到NiFe‑LDH催化剂；所述NiFe‑LDH催化剂包括负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片；所述负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片形成纳米层结构。本发明利用过渡金属和亲氧金属氢氧化物组成的协同活性位点提高硝酸根还原为氨的反应效率，提高还原活性和反应的选择性；NiFe‑LDH催化剂还可作为双功能催化剂同时用于阴极和阳极中。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，更具体地说，本发明是一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法及应用。
背景技术
氨作为最常见的工业化学品之一，不仅在农业、纺织业、制药产业等扮演重要角色，还可作为新一代高能量密度的能源载体被人类利用。目前，传统工业合成氨是通过高温高压条件下的哈伯-博世（Haber-Bosch）工艺，生产过程中原料气体的分离、纯化与制备伴随着大量温室气体的排放和能源消耗。近来，利用水作为氢源的人工固氮模式引起了广泛关注，但打破氮气中键能很高的氮氮三键仍然是一个重大挑战。因此，发展新型合成路线在温和条件下实现氨的高效合成迫在眉睫。
大量的硝酸盐通过人为活动排放到生物圈，严重污染了地表水和地下含水层。相比于硝酸根，氨可以相对容易地从其水溶液中回收利用，电催化硝酸还原反应(NITRR)发生在固-液界面，其反应能垒比氮气还原反应(NRR)的固-气-液界面低，在选择性上也有优势，因为NITRR的动力学可以针对竞争的析氢反应进行优化。因此，将水中过量的硝酸盐作为氮源转化为可循环利用的氨，从环保和节能的角度来说都具有重要意义。但是，硝态氮向氨的电催化转化涉及9个质子和8个电子(NO3 −+9H++8e−→NH3+3H2O)的转移，此外，NITRR的复杂产物可能包括NO2 -、N2和NH3，在此过程中不可避免地会产生氮氧阴离子和氮作为不需要的副产品。且有竞争性的析氢反应，使得该工艺的选择性和法拉第效率相对较低。
公开号为CN112501640A的中国发明专利公开了一种将硝酸盐废水转化为氨的电池系统，所述电池系统包括电池阳极、电池阴极及电解质，所述电池阳极为活泼金属材料，所述电池阴极为以负载硝酸盐还原催化剂材料的电极，所述电解质为含硝酸盐的废水，所述电池系统发电的同时将废水中的硝酸盐转化为氨。其不足之处在于该电池系统使用的催化剂并未提高硝酸盐转化为氨的选择性，催化性能仍较低。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法及应用，所制备的NiFe-LDH催化剂可以高效地从硝酸盐中生成氨，具备良好的催化性能，提高反应产率和选择性。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
第一方面，本发明提供了一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法，包括以下步骤：将六水合硝酸镍和碱溶解在水和有机溶剂的混合溶液中，搅拌后再加入水合三氯化铁，继续搅拌，之后进行水热反应；反应结束后，依次经洗涤、烘干，得到NiFe-LDH催化剂；所述NiFe-LDH催化剂包括负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片；所述负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片形成纳米层结构。
NiFe-LDH催化剂包括负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片，这是利用过渡金属和亲氧金属氢氧化物组成的协同活性位点提高硝酸根还原为氨的反应效率，还通过改变硝酸盐还原过程中的硝酸根的吸附构型，在水条件下控制反应途径来提高反应的选择性。Ni(OH)2具有两种晶型，分别是α-Ni(OH)2、β-Ni(OH)2，其中的α-Ni(OH)2的电化学反应性能更好，本发明中生成的Ni(OH)2纳米片即为α-Ni(OH)2晶型。因为α-Ni(OH)2纳米片夹层中有许多可交换的阳离子和水分子，且在电化学过程中α-Ni(OH)2会传递更多的电子，有利于提高电催化效率。
并且，负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片形成良好的层次结构，具备高的比表面积，提高电催化的活性位点，可以吸附更多的硝酸盐参与反应，也能够使得所有电活性物质参与法拉第氧化还原反应、快速质量传输、电子转移以及催化剂的吸附解吸，最终提高催化效率和反应活性。而且本发明提供的制备方法具有工艺简单、耗能少、条件温和及产品形貌好等特点，适合大规模生产应用。
作为优选，所述六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1~1。使用六水合硝酸镍和水合三氯化铁这两种反应物形成的催化剂形貌更好，纳米片形成的层状结构更加层次分明。
作为优选，所述水热反应为在110~130℃下反应20~26h。
作为优选，所述碱为脲素；所述有机溶剂为三乙二醇；所述搅拌的时间为8~10min；所述继续搅拌的时间为30~40min。脲素为提供反应所需碱性环境。
第二方面，本发明还提供了一种包括上述NiFe-LDH催化剂的应用，所述NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上作为阴极，用于催化硝酸根还原为氨；同时，所述NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上作为阳极，用于催化析氧；所述阴极和阳极组成电化学反应的电池。
NiFe-LDH催化剂不仅可以作为硝酸盐还原为氨的催化剂，还是一种良好的析氧催化剂，因此可作为双功能催化剂同时用于阴极和阳极中，提高阴极硝酸盐还原为氨的反应效率和选择性，也可以提高阳极析氧的反应速率，最终优化电化学反应电池的结构和性能。并且，使得NiFe-LDH催化剂原位生长于泡沫镍上，泡沫镍的比表面积大且吸附性能更好，可以提高催化剂和阳电极的结合性，泡沫镍的使用还可以避免阳极的氧化。相比于单纯使用铂电极的活性更好，进而促进阴电极中硝酸盐还原成氨的反应活性，提高电池整体的反应效率。
作为优选，所述NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上的制备方法包括如下步骤：将萘酚、水和有机溶剂混合，加入NiFe-LDH催化剂制成催化剂溶液，滴涂于碳纸上。萘酚可以作为NiFe-LDH催化剂的一种良好的有机溶剂，提高溶解均匀性。
作为优选，所述有机溶剂为异丙醇；所述NiFe-LDH催化剂的加入量为2~4mg。
作为优选，所述NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上的制备方法包括如下步骤：将泡沫镍经过溶剂超声前处理后烘干；将六水合硝酸镍和碱溶解在水和有机溶剂的混合溶液中，搅拌后再加入水合三氯化铁和前处理后的泡沫镍，继续搅拌，之后进行水热反应；反应结束后，依次经洗涤、烘干。
作为优选，所述溶剂超声前处理为依次使用盐酸溶液、丙酮和乙醇超声。盐酸溶液用于去除表面氧化层，丙酮用于去除泡沫镍表面的油杂质，乙醇则用于去除多余的丙酮。
作为优选，所述六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1~1；所述水热反应为在110~130℃下反应20~26h；所述碱为脲素；所述有机溶剂为三乙二醇；所述搅拌的时间为8~10min；所述继续搅拌的时间为30~40min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）利用过渡金属和亲氧金属氢氧化物组成的协同活性位点提高硝酸根还原为氨的反应效率，还通过改变硝酸盐还原过程中的硝酸根的吸附构型，在水条件下控制反应途径来提高反应的选择性；
（2）负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片形成纳米层结构，具备高的比表面积，能够使得所有电活性物质参与法拉第氧化还原反应、快速质量传输、电子转移以及催化剂的吸附解吸，最终提高催化效率和反应活性；
（3）NiFe-LDH催化剂可作为双功能催化剂同时用于阴极和阳极中，不仅可以作为硝酸盐还原为氨的催化剂，还是一种良好的析氧催化剂，最终优化电化学反应电池的结构和性能，提高还原活性；
（4）制备方法具有工艺简单、耗能少、条件温和及产品形貌好等特点，适合大规模生产应用。
附图说明
图1为本发明中实施例5的NiFe-LDH催化剂的TEM图；
图2为本发明中实施例5的NiFe-LDH催化剂的XRD图；
图3为本发明中实施例1-5和对比例1的NiFe-LDH催化剂还原活性对比图；
图4为本发明中实施例3的NiFe-LDH催化剂在不同电压下的还原活性对比图；
图5为本发明中实施例6的NiFe-LDH催化剂在不同电压下的还原活性对比图。
具体实施方式
以下用具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
总实施例
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌8~10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30~40min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1~1；之后在110~130℃下水热反应20~26h；反应结束后，依次经洗涤、烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
3.NiFe-LDH催化剂作为双功能催化剂的应用
阴极：将萘酚、水和异丙醇混合，加入2~4mg的NiFe-LDH催化剂制成催化剂溶液，滴涂于碳纸上；NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上，用于催化硝酸根还原为氨。
阳极：将泡沫镍依次使用盐酸溶液、丙酮和乙醇超声后烘干；将六水合硝酸镍和脲素溶解在水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌8~10min后再加入水合三氯化铁和前处理后的泡沫镍，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1~1；继续搅拌30~40min，之后在110~130℃下水热反应20~26h；反应结束后，依次经洗涤、烘干。NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上，用于催化析氧。
采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，泡沫镍作为对电极，测其还原活性。
实施例1
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在50mL去离子水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.5；之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，经去离子水和无水乙醇洗涤后，在真空干燥箱中烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
实施例2
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在50mL去离子水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.4；之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，经去离子水和无水乙醇洗涤后，在真空干燥箱中烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
实施例3
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在50mL去离子水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.3；之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，经去离子水和无水乙醇洗涤后，在真空干燥箱中烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。如图3所示，本发明中Ni-Cu LDH催化剂在-0.6V电压下产氨活性最高。
实施例4
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在50mL去离子水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.2；之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，经去离子水和无水乙醇洗涤后，在真空干燥箱中烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
实施例5
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在50mL去离子水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1；之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，经去离子水和无水乙醇洗涤后，在真空干燥箱中烘干，得到NiFe-LDH催化剂。如图1所示，形成的NiFe-LDH催化剂形貌为负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片形成的纳米层结构。并且，如图2所示，由XRD图可知本发明中NiFe-LDH催化剂的特征峰和α-Ni(OH)2主峰能很好的匹配。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
实施例6
NiFe-LDH催化剂作为双功能催化剂的应用：
阴极：将750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚混合，加入4mg的NiFe-LDH催化剂制成催化剂溶液，滴涂于碳纸上；NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上，用于催化硝酸根还原为氨。
阳极：将泡沫镍依次使用盐酸溶液、丙酮和乙醇超声15min后烘干；将六水合硝酸镍和脲素溶解在水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁和前处理后的泡沫镍，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.3；继续搅拌30min，之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，依次经洗涤、烘干。NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上，用于催化析氧。
采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，泡沫镍作为对电极，测其还原活性。如图5所示，以Ni-Cu LDH催化剂作为阴极和阳极的双功能电催化剂在-0.6V电压下产氨活性最高。
实施例7
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌8min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌40min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：1；之后在130℃下水热反应20h；反应结束后，依次经洗涤、烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
实施例8
1.NiFe-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌10min后再加入水合三氯化铁，继续搅拌30min，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：1；之后在110℃下水热反应26h；反应结束后，依次经洗涤、烘干，得到NiFe-LDH催化剂。
2.NiFe-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的NiFe-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
实施例9
NiFe-LDH催化剂作为双功能催化剂的应用：
阴极：将750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚混合，加入3mg的NiFe-LDH催化剂制成催化剂溶液，滴涂于碳纸上；NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上，用于催化硝酸根还原为氨。
阳极：将泡沫镍依次使用盐酸溶液、丙酮和乙醇超声15min后烘干；将六水合硝酸镍和脲素溶解在水和三乙二醇的混合溶液中，搅拌8min后再加入水合三氯化铁和前处理后的泡沫镍，其中六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.3；继续搅拌40min，之后在130℃下水热反应20h；反应结束后，依次经洗涤、烘干。NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上，用于催化析氧。
采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，泡沫镍作为对电极，测其还原活性。
对比例1
1.Ni-LDH催化剂的制备
将六水合硝酸镍和脲素溶解在50mL去离子水和三乙二醇的混合溶液中；之后在120℃下水热反应24h；反应结束后，经去离子水和无水乙醇洗涤后，在真空干燥箱中烘干；得到纯Ni(OH)2纳米片形成的纳米层结构。
2.Ni-LDH催化剂的反应活性测试
将4mg的Ni-LDH催化剂，加入750uL去离子水、200uL异丙醇和50uL萘酚的混合溶液中制成催化剂溶液，取30uL滴加在1cm*1cm碳纸上，作为阴极。采用三电极体系，电极夹夹住碳纸作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂网作为对电极，测其还原活性。
性能测试：
1mol/L的氢氧化钾和1mol/L硝酸钾混合溶液作为电解质溶液，用电化学工作站提供电源，施加的电压范围为-0.1~-0.6V，测试的时长为1h。
结果表明，如图3所示，本发明中的NiFe-LDH催化剂在镍、铁元素的摩尔比为1：0.3时的硝酸盐还原为氨的活性最高，并且对比例1使用Ni-LDH催化剂的还原活性明显下降，说明利用过渡金属和亲氧金属氢氧化物组成的协同活性位点相比于单纯亲氧金属氢氧化物的活性位点的反应活性更高，催化效率更好。通过对比图4和图5可知，NiFe-LDH催化剂作为双功能催化剂在阴极、阳极同时催化时，在同一工作电压下的硝酸盐还原为氨的活性更高，这是因为NiFe-LDH催化剂不仅可以作为硝酸盐还原为氨的催化剂，还是一种良好的析氧催化剂，因此可作为双功能催化剂同时用于阴极和阳极中，提高阴极硝酸盐还原为氨的反应效率和选择性，也可以提高阳极析氧的反应速率，最终优化电化学反应电池的结构和性能。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将六水合硝酸镍和碱溶解在水和有机溶剂的混合溶液中，搅拌后再加入水合三氯化铁，继续搅拌，之后进行水热反应；反应结束后，依次经洗涤、烘干，得到NiFe-LDH催化剂；
所述NiFe-LDH催化剂包括负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片；所述负载纳米铁的Ni(OH)2纳米片形成纳米层结构。
2.如权利要求1所述的一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1~1。
3.如权利要求1所述的一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应为在110~130℃下反应20~26h。
4.如权利要求1所述的一种用于硝酸根还原为氨的NiFe-LDH催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱为脲素；所述有机溶剂为三乙二醇；所述搅拌的时间为8~10min；所述继续搅拌的时间为30~40min。
5.一种如权利要求1-4任一项所述NiFe-LDH催化剂的应用，其特征在于，所述NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上作为阴极，用于催化硝酸根还原为氨；同时，所述NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上作为阳极，用于催化析氧；所述阴极和阳极组成电化学反应的电池。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述NiFe-LDH催化剂作为阴极催化剂负载于碳纸上的制备方法包括如下步骤：将萘酚、水和有机溶剂混合，加入NiFe-LDH催化剂制成催化剂溶液，滴涂于碳纸上。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂为异丙醇；所述NiFe-LDH催化剂的加入量为2~4mg。
8.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述NiFe-LDH催化剂作为阳极催化剂原位生长于泡沫镍上的制备方法包括如下步骤：
将泡沫镍经过溶剂超声前处理后烘干；将六水合硝酸镍和碱溶解在水和有机溶剂的混合溶液中，搅拌后再加入水合三氯化铁和前处理后的泡沫镍，继续搅拌，之后进行水热反应；反应结束后，依次经洗涤、烘干。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述溶剂超声前处理为依次使用盐酸溶液、丙酮和乙醇超声。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述六水合硝酸镍和水合三氯化铁的镍、铁元素的摩尔比为1：0.1~1；所述水热反应为在110~130℃下反应20~26h；所述碱为脲素；所述有机溶剂为三乙二醇；所述搅拌的时间为8~10min；所述继续搅拌的时间为30~40min。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114517304A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-05-20 | 杭州师范大学 | 具有PdCu合金颗粒负载的NiFe-LDH金属纳米片材料电催化剂制备方法 |
| CN114686917A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-01 | 天津大学 | 一种电催化硝酸盐还原合成氨催化剂、其制备方法及用途 |
| CN114941161A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-26 | 中国石油大学(华东) | 一种α/β混合相镍铁层状氢氧化物材料的制备及其应用 |
| CN115786959A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-14 | 大连理工大学 | 一种电还原硝酸盐合成氨用碳负载镍铁双金属氢氧化物催化剂的电化学制备方法 |
| CN117160459A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-12-05 | 淮安中顺环保科技有限公司 | 金属纳米材料及其制备方法和应用 |
| WO2024057716A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水電解用電極、水電解用アノード、水電解用カソード、水電解セル、水電解装置、及び水電解用電極の製造方法 |
| WO2024057715A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水電解セル用電極、水電解セル、水電解装置、及び水電解セル用電極の製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106450349A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-22 | 北京理工大学 | 一种用于析氧反应的铁镍水滑石结构纳米片的制备方法 |
| CN108314172A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-24 | 上海交通大学 | 一种有机污染物的降解方法 |
| CN108716008A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-30 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 三维镍铁层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法与应用 |
| CN109371420A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-22 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种单层多孔镍铁水滑石基电催化析氧电极以及其制备方法和应用 |
| CN112023946A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-04 | 河南师范大学 | 一种自支撑镍铁层状双氢氧化物硫化物电催化剂的制备方法 |
| CN112090426A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-18 | 天津理工大学 | 一种金属亚稳相电解水析氧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113265666A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-17 | 江苏九然新能源科技有限公司 | 一维Fe掺杂α-Ni(OH)2纳米带催化剂及其制备方法和应用 |
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2021
- 2021-09-14 CN CN202111074308.7A patent/CN113926456B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106450349A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-22 | 北京理工大学 | 一种用于析氧反应的铁镍水滑石结构纳米片的制备方法 |
| CN108314172A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-24 | 上海交通大学 | 一种有机污染物的降解方法 |
| CN108716008A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-30 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 三维镍铁层状双氢氧化物阵列及其室温制备方法与应用 |
| CN109371420A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-22 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种单层多孔镍铁水滑石基电催化析氧电极以及其制备方法和应用 |
| CN112090426A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-18 | 天津理工大学 | 一种金属亚稳相电解水析氧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112023946A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-04 | 河南师范大学 | 一种自支撑镍铁层状双氢氧化物硫化物电催化剂的制备方法 |
| CN113265666A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-17 | 江苏九然新能源科技有限公司 | 一维Fe掺杂α-Ni(OH)2纳米带催化剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHUNGUANG KUAI等: "Fully Oxidized Ni−Fe Layered Double Hydroxide with 100% Exposed Active Sites for Catalyzing Oxygen Evolution Reaction", 《 ACS CATAL. 》, vol. 9, pages 6027 - 6032 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114517304A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-05-20 | 杭州师范大学 | 具有PdCu合金颗粒负载的NiFe-LDH金属纳米片材料电催化剂制备方法 |
| CN114517304B (zh) * | 2022-03-16 | 2023-01-03 | 杭州师范大学 | 具有PdCu合金颗粒负载的NiFe-LDH金属纳米片材料电催化剂制备方法 |
| CN114686917A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-01 | 天津大学 | 一种电催化硝酸盐还原合成氨催化剂、其制备方法及用途 |
| CN114686917B (zh) * | 2022-04-11 | 2024-04-26 | 天津大学 | 一种电催化硝酸盐还原合成氨催化剂、其制备方法及用途 |
| CN114941161A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-26 | 中国石油大学(华东) | 一种α/β混合相镍铁层状氢氧化物材料的制备及其应用 |
| CN114941161B (zh) * | 2022-06-08 | 2023-12-22 | 中国石油大学(华东) | 一种α/β混合相镍铁层状双氢氧化物材料的制备及其应用 |
| WO2024057716A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水電解用電極、水電解用アノード、水電解用カソード、水電解セル、水電解装置、及び水電解用電極の製造方法 |
| WO2024057715A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水電解セル用電極、水電解セル、水電解装置、及び水電解セル用電極の製造方法 |
| CN115786959A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-14 | 大连理工大学 | 一种电还原硝酸盐合成氨用碳负载镍铁双金属氢氧化物催化剂的电化学制备方法 |
| CN117160459A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-12-05 | 淮安中顺环保科技有限公司 | 金属纳米材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
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