CN115029710B - 一种过渡金属基异质结构电解水催化剂及制备方法和应用 - Google Patents

一种过渡金属基异质结构电解水催化剂及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种过渡金属基异质结构电解水催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将镍盐、过渡金属M盐和碱性沉淀剂溶解在甲醇溶剂中，搅拌均匀得到第一溶液；S2：将第一溶液在90‑180℃温度下水热反应，冷却至室温，得到第一沉淀物；S3：将所述第一沉淀物洗涤干燥，并在惰性气体氛围下焙烧，得到纳米级异质结构的Ni/NiMO，所述焙烧温度为400‑900℃；所述过渡金属M选自Fe、Co和Mn的任意一种。本发明提供了一种过渡金属基异质结构电解水催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的制备方法简单易行，重复性好，所用原材料廉价易得，产物稳定，而且该异质结构加快了电子的传输，提高了材料的导电性。

Description

一种过渡金属基异质结构电解水催化剂及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电化学催化制备技术领域，尤其涉及一种过渡金属基异质结构电解水催化剂及制备方法和应用。
背景技术
随着工业的迅速发展，人类所面临的能源问题也愈发严峻。目前，我们的大部分能源来自化石燃料。然而，化石燃料的燃烧造成了严重的环境问题。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题。而氢气是未来最有潜力的能源载体之一，具有储量丰富、环境友好、可再生等特点。电分解水具有极大的潜力提供可持续和清洁的氢源，由于其卓越的能量密度和环境友好性，这被认为是最有希望取代化石燃料的新型能源。
贵金属及其氧化物是最好的电解水催化剂，如碳载纳米铂(Pt/C)、铱(Ir)和钌(Ru)的氧化物，能在电解水过程中较好地降低动力学能垒。尽管贵金属材料具有高效的电催化性能，但因其储量低，价格昂贵，稳定性差等缺点，导致贵金属电催化剂不能满足电分解水的大规模产氢需求。
目前，已经开发出许多性能优良、价格低廉、稳定性好的非贵金属基电催化剂，如Fe、Co、Ni、Mo基电催化剂。而过渡金属基异质结催化剂因其独特的电子结构及双组份之间的协同催化作用而被广泛研究，然而电沉积等合成此类催化剂的方法通常需要严苛的实验条件，催化活性也需进一步提高，而且开发一个统一的方法用来合成不同过渡金属基异质结催化剂对降低催化剂成本有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种过渡金属基异质结构电解水催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的制备方法简单易行，重复性好，所用原材料廉价易得。
本发明提供的一种过渡金属基异质结构电解水催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将镍盐、过渡金属M盐和碱性沉淀剂溶解在甲醇溶剂中，搅拌均匀得到第一溶液；
S2：将第一溶液在90-180℃温度下水热反应，冷却至室温，得到第一沉淀物；
S3：将所述第一沉淀物洗涤干燥，并在惰性气体氛围下焙烧，得到纳米级异质结构的Ni/NiMO，所述焙烧温度为400-900℃；
所述过渡金属M选自Fe、Co和Mn的任意一种。
进一步的，在所述步骤S1之后和所述步骤S2之前还包括步骤：
S11：将泡沫铁载体或泡沫镍载体加入第一溶液内。
该泡沫铁载体或者泡沫镍在特为所述纳米级异质结构的Ni/NiMO提供支撑。
需要注意的是，在本发明中，若没有步骤S11，在步骤S2中得到的第一沉淀物为镍M氢氧化物，作为后续反应的前驱体；而通过步骤S11加入的泡沫铁或泡沫镍，为镍M氢氧化物提供了载体，后续得到的Ni/NiMO便生长在该泡沫铁或泡沫镍上。
进一步的，所述所述镍盐选自Ni(NO3)2·6H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O；所述过渡金属M盐选自Fe(NO3)3·9H2O、FeCl3·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、CoCl2·6H2O、MnCl2·4H2O、Mn(NO3)2·4H2O任一种。
进一步的，所述碱性沉淀剂选自六次甲基四胺或尿素。
碱性沉淀剂在步骤S2中水热反应过程中发生分解，为反应提供碱性环境，以使得镍离子和M离子发生沉淀，形成镍M氢氧化物作为前驱体。而六次甲基四胺或尿素的分解非常缓慢，不会使得溶液的PH值大幅发生改变，从而能够使得前驱体缓慢生长，以得到颗粒大小均匀、形貌规则的纳米级异质结构Ni/NiMO。该种结构的Ni/NiMO使得制得的催化剂呈现三维结构，具有丰富的孔径，能够增大与电解液的接触面积，提升传质效率，从而有助于电解水反应性能。
进一步的，所述镍盐与过渡金属M盐的摩尔比为(1～5):(1～5)。
进一步的，在所述步骤S3中焙烧时间为0.5-4h。
进一步的，所述步骤S2中水热反应的时间为2-20h。
进一步的，所述步骤S3中惰性气体为N2或Ar。
本发明还提供了由上述方法而制备得到的过渡金属基异质结构电解水催化剂。
当所述过渡金属M盐为铁盐，所述步骤S3得到的纳米级异质结构Ni/NiMO中，Ni以纳米颗粒形式存在，NiMO以NiFe2O4纳米片形式存在；于所述过渡金属M盐为钴盐或锰盐，所述步骤S3得到的纳米级异质结构Ni/NiMO，为Ni/(NiO/CoO)或Ni/Ni0.75Mn0.25O纳米片。
本发明还提供了上述过渡金属基异质结构电解水催化剂在电解水方面的应用。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过步骤S2的水热反应，使得镍盐和过渡金属M盐生成镍M氢氧化物，该镍M氢氧化物为前驱体，经过步骤S3进一步焙烧后，该前驱体发展为纳米级异质结构的Ni/NiMO。本发明制备方法反应时间短、操作简便、易控制、易重复。
需要注意的是，在本发明中，若过渡金属M盐为Fe盐，则通过本发明制备得到纳米级异质结构Ni/NiMO为Ni/NiFe2O4，其中，Ni以纳米颗粒的形式附着在NiFe2O4纳米片上；若过渡金属M盐为Co盐，则通过本发明制备得到纳米级异质结构Ni/NiMO为Ni/(NiO/CoO)组成的纳米片，且在该纳米片上检测到单质Ni的存在；若过渡金属M盐为Mn盐，则通过本发明制备得到纳米级异质结构Ni/NiMO为Ni/Ni0.75Mn0.25O组成的纳米片，且在该纳米片上检测到单质Ni的存在。
(2)步骤S1中加入的碱性沉淀剂，在步骤S2中的水热反应中使得溶液呈碱性，而在碱性环境下，Ni2+和Mn+阳离子能够沉淀下来，以形成前驱体，保证能够成功制备纳米级异质结构的Ni/NiMO；
(3)本发明中Ni的合成不同于已公开的、过程复杂且具有一定危险性的电沉积、强还原剂和H2还原等方法等，而是采用巧妙的焙烧策略，在不外加还原剂的情况下制备了金属Ni，使其负载在同样焙烧而得的双金属氧化物纳米片表面，组合成纳米级异质结构Ni/NiMO催化剂，在电化学水分解应用中表现出优异的性能。
(4)在所述过渡金属M盐为铁盐，所述步骤S3得到的纳米级异质结构Ni/NiMO中，Ni以纳米颗粒形式存在，NiMO以NiFe2O4纳米片形式存在；于所述过渡金属M盐为钴盐或锰盐，所述步骤S3得到的纳米级异质结构Ni/NiMO，为Ni/(NiO/CoO)或Ni/Ni0.75Mn0.25O纳米片。该催化剂产物稳定，而且该异质结构加快了电子的传输，提高了材料的导电性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一、实施例二和对比例一产物的X射线衍射图；
图2为本发明实施例七和实施例八产物的X射线衍射图；
图3为本发明实施例一、实施例七和实施例八产物的扫描电镜图；
图4为本发明实施例一产物的透射电镜能谱图；
图5为本发明实施例一和对比例一产物的Ni 2p轨道的X射线光电子能谱图；
图6为本发明实施例一和对比例一产物的HER性能图；
图7为本发明实施例一和对比例一产物的OER性能图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明提供一种制备纳米级的异质结构Ni/NiFeO催化剂的方法，包括：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于550℃焙烧2h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiFeO。
结构鉴定：
(1)将实施例一得到的Ni/NiFeO进行XRD测试，得到如图1的X射线衍射图谱，其中图1中的曲线(c)为本实施例一Ni/NiFeO的X射线衍射图谱，由图可知，产物存在两种晶相，分别是金属Ni(标准卡片号89-7128)与反尖晶石NiFe2O4(标准卡片号89-4927)。
(2)将实施例一得到的Ni/NiFeO进行XPS测试，得到如图5，其中图5中的曲线(f)为Ni的2p发射图谱，结合能处于852.33与869.73eV的特征峰是一对自旋轨道双峰，分别对应于2p3/2、2p1/2轨道的Ni0，说明实施例一产物中具有金属Ni；而结合能为854.73/872.23eV与856.58/874.23eV的两对自旋轨道双峰均对应于Ni2+，而Ni2+来自于NiFe2O4，即证明了实施例一产物中具有NiFe2O4。
(3)将实施例一得到的Ni/NiFeO进行TEM透射电镜能谱测试，如图4所示，元素Ni在纳米颗粒形貌区域集中分布，而元素Fe与O在全图中分布都较均匀，间接也说明在Ni/NiFeO中，Ni以纳米颗粒形式存在。
(4)将实施例一得到的Ni/NiFeO进行SEM扫描电镜测试，得到图3，其中图3种的(a)为本实施例一的Ni/NiFeO形貌图，可以看出，实施例一制备的纳米级异质结构Ni/NiFeO催化剂中，具有Ni纳米颗粒和NiFe2O4纳米片，其中Ni纳米颗粒平均粒径为5-50nm，NiFe2O4纳米片边缘平均长度为100-300nm。
性能测试：
采用标准三电极体系在1M KOH溶液中测定在电化学水分解中的析氢(HER)与析氧(OER)两个半反应的活性。根据图6-7可知，实施例一中所得Ni/NiFeO催化剂在析氢和析氧反应中分别仅需施加119mV(如图6中实线)与290mV(如图7中实线)的过电势就能驱动10mAcm-1的电流密度。其性能优于空气气氛焙烧时得到的NiFeO催化剂(对比例一)。
实施例二：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，收集第一沉淀物作为前驱体；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于550℃焙烧2h，得到纳米级异质结构Ni/NiFeO。
需要注意的是，由于本实施例中未加入载体，得到的Ni/NiFeO为粉末的形式。
结构测试：
所得Ni/NiFeO催化剂通过X射线衍射及元素分析，其结果与实施例一相同，如图1中的曲线(b)所示为本实施例二得到的Ni/NiFeO催化剂X射线衍射图谱，该催化剂由金属Ni与反尖晶石NiFe2O4两晶相组成。
实施例三：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol FeCl3·6H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于180℃恒温烘箱反应2h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于900℃焙烧0.5h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiFeO。
结构测试：
所得Ni/NiFeO催化剂通过X射线衍射及元素分析，其结果与实施例一相同，该催化剂为纳米级异质结构Ni/NiFeO催化剂。
实施例四：
S1：依次称取0.75molNi(CH3COO)2·4H2O，0.25mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于90℃恒温烘箱反应20h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于400℃焙烧4h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiFeO。
结构测试：
所得Ni/NiFeO催化剂通过X射线衍射及元素分析，其结果与实施例一相同，该催化剂为纳米级异质结构Ni/NiFeO催化剂。
实施例五：
S1：依次称取0.75mol Ni(NO3)2·6H2O，0.15mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol尿素分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在Ar氛围的管式炉内于400℃焙烧4h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiFeO。
结构测试：
所得Ni/NiFeO催化剂通过X射线衍射及元素分析，其结果与实施例一相同，该催化剂为纳米级异质结构Ni/NiFeO催化剂。
实施例六：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.75mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于650℃焙烧1.5h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiFeO。
结构测试：
所得Ni/NiFeO催化剂通过X射线衍射及元素分析，其结果与实施例一相同，该催化剂为纳米级异质结构Ni/NiFeO催化剂。
实施例七：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol Co(NO3)2·6H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于550℃焙烧2h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiCoO。
结构测试：
(1)将Ni/NiCoO催化剂通过X射线衍射图，得到图2，其中图2中的曲线(a)为本实施例七得到的产物的X射线衍射图，由图可知产物存在3种晶相，分别是金属Ni(标准卡片号70-0989)、NiO(标准卡片号89-7130)与CoO(标准卡片号70-2855)，说明得到的催化剂中存在Ni、NiO和CoO，即为纳米级异质结构Ni/NiCoO催化剂。
(2)将实施例七得到的Ni/NiCoO进行SEM扫描电镜测试，得到图3，其中图3种的(c)为本实施例一的Ni/NiFeO形貌图，表明纳米级异质结构Ni/NiCoO催化剂中的Ni分散在NiO和CoO组成的纳米片上。
实施例八：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmolMnCl2·4H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于550℃焙烧2h，在泡沫铁载体上得到纳米级异质结构Ni/NiMnO。
结构测试：
(1)将Ni/NiMnO催化剂通过X射线衍射图，得到图2，其中图2中的曲线(b)为本实施例八所得产物的X射线衍射图，可知产物存在两种晶相，分别是金属Ni(标准卡片号70-0989)和Ni0.75Mn0.25O(标准卡片号78-0425)，证明得到的催化剂中具有Ni和Ni0.75Mn0.25O，为纳米级异质结构Ni/NiMnO催化剂。
(2)将实施例八得到的Ni/NiMnO进行SEM扫描电镜测试，得到图3，本实施例八产物的形貌如图3中的(d)所示，表明Ni/NiMnO呈纳米片状，其中Ni均匀分散在Ni0.75Mn0.25O形成的纳米片上。
对比例一：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在空气氛围的管式炉内于550℃焙烧2h。
结构测试：
(1)所得催化剂呈现出较宽的NiO衍射峰并且没有明显检测到铁氧化物的物相，如图1中的曲线(a)所示，表明焙烧后Fe3+分散在NiO晶格中。所得催化剂与实施例一不相同，此样品标记为NiFeO。
(2)将对比例一制备的NiFeO进行SEM扫描电镜测试，其形貌如图3中的(b)所示，可以看出，NiFeO形貌为纳米片状，且纳米片上出现大量纳米孔，无实施例一中类似纳米颗粒形貌的产生。
(3)对样品进行XPS测试得到Ni 2p发射图谱，如图5中的曲线(g)所示，未出现能够对应Ni0的特征峰，说明此法未产生金属Ni，不能生成Ni/NiFeO。
性能测试：
对所得催化剂NiFeO进行电化学活性测试，在电流密度为10mA cm-1时，NiFeO在析氢(HER)和析氧(OER)反应中需施加的过电势(η10)分别为169mV(如图6中虚线)与379mV(如图7中虚线)，其性能远劣于实施例一中Ni/NiFeO的119mV与290mV。由此可知，金属Ni的负载对于提升镍铁双金属氧化物的电化学性能有着重要作用，两个不同的反应中心(OER:镍铁氧化物；HER:金属Ni)的整合能够协同促进水分解过程，以激活催化剂的双功能性能。
对比例二：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在还原性气体氛围的管式炉内于550℃焙烧2h。
结构测试：
所得催化剂相对于实施例一制备的Ni/NiFeO，金属Ni粒径相对统一但分布较分散，而且纳米片表面变得粗糙并且纳米片的厚度增加。
对比例三：
S1：依次称取1mmol Ni(NO3)2·6H2O，10mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于550℃焙烧2h。
在对比例三中，Ni(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O的比例未在合适范围内。
结构测试：
所得催化剂相对于实施例一制备的Ni/NiFeO，其纳米片尺寸变大且不均匀。
对比例四：
S1：依次称取0.75mmol Ni(NO3)2·6H2O，0.25mmol Fe(NO3)3·9H2O以及1.5mmol六次甲基四胺分别倒入盛有15ml甲醇的聚四氟乙烯内胆中，搅拌溶解，得到第一溶液；
S11：将泡沫铁载体放入第一溶液内；
S2：将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，于120℃恒温烘箱反应12h；
S3：待反应釜冷却至室温后，在泡沫铁载体上生长有镍铁氢氧化物前驱体，为第一沉淀物；将该第一沉淀物洗涤干燥，并放置在N2氛围的管式炉内于300℃焙烧2h。
结构测试：
所得催化剂通过X射线衍射及元素分析，其结果与实施例一不相同，即无法形成Ni/NiFeO催化剂。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种过渡金属基异质结构电解水催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将镍盐、过渡金属M盐和碱性沉淀剂溶解在甲醇溶剂中，搅拌均匀得到第一溶液；所述镍盐与过渡金属M盐的摩尔比为（1~5）：1；所述碱性沉淀剂选自六次甲基四胺或尿素；
S11：将泡沫铁载体或泡沫镍载体加入第一溶液内；
S2：将第一溶液在90-180℃温度下溶剂热反应，所述溶剂热反应的时间为2-20h，冷却至室温，得到第一沉淀物；
S3：将所述第一沉淀物洗涤干燥，并在惰性气体氛围下焙烧，得到纳米级异质结构的Ni/NiMO，所述焙烧温度为400-900℃，所述焙烧时间为0.5-4h；
所述过渡金属M选自Fe、Co和Mn的任意一种。
2.根据权利要求1所述的过渡金属基异质结构电解水催化剂的制备方法，其特征在于，所述所述镍盐选自Ni(NO3)2·6H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O；所述过渡金属M盐选自Fe(NO3)3·9H2O、FeCl3·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、CoCl2·6H2O、MnCl2·4H2O、Mn(NO3)2·4H2O任一种。
3.根据权利要求1所述的过渡金属基异质结构电解水催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中惰性气体为N2或Ar。
4.一种过渡金属基异质结构电解水催化剂，其特征在于，根据权利要求1-3任一权利要求所述的制备方法制备得到。
5.根据权利要求4所述的过渡金属基异质结构电解水催化剂在电解水方面的应用。
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