CN116081712A - 一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法及应用。将无氧酸铁盐、无氧酸亚铁盐和无氧酸镍盐三者在持续通入保护性气体的去氧水中混合，直至形成均一溶液；将弱碱性物质加入所述溶液中，持续通入保护性气体并通过搅拌进行混合；将得到的溶液或连同集流体材料一起置于反应釜中进行水热反应，冷却至室温后收集固体粉末或集流体原位自生长材料；将所述材料进行洗涤、干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料或集流体原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料。提出了铁掺杂混合相氢氧化镍材料在电催化水分解和重水分解阳极端析氧反应中的应用。本发明工艺流程简单，成本低，便于大规模生产应用，并且性能优越。适用于规模化工业生产。

Description

一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及纳米材料和电催化领域，尤其涉及一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法及应用。
背景技术
自第一次工业革命以来，化石燃料的大规模使用使人类的生产力大幅度提升。然而，化石燃料在地球上储量有限，且在使用过程中产生的温室气体和有害气体给环境带来了巨大负担。目前，人类已发现多种绿色可持续能源以替代化石燃料在人类社会中的角色，氢能作为一种能量密度极高且零污染的新型能源广泛受到研究人员的关注。同时，与氢气物化性质相似的氘气的应用也十分广泛，高纯氘气在生物化学、集成电路、核工业及太阳能电池等行业中均起到重要作用。
高纯绿氢通常由电解水制备，但该过程主要受电极反应过高的过电势和商用贵金属催化剂高昂价格的制约，其成本高达4美元/公斤。类似地，高纯氘气也可由电解重水进行制备。然而，由于更高的D-O键能，电解重水制氘需要的能量更高。基于前述原因，为降低电解水和电解重水的整体成本并提升效率，可以从以下两方面入手：(1)降低反应过电势，尤其是动力学上更为缓慢的阳极析氧反应过程的过电势；(2)设计低成本、高稳定性催化剂替代贵金属催化剂。
相较于贵金属催化材料，过渡金属基材料，如Fe、Co和Ni等，具有一定的本征析氧反应催化活性且在地球中储量大、价格低廉，成为理想的替代催化剂。但其电催化性能仍无法满足产业化应用的需要，因此需要利用元素掺杂、缺陷工程、界面工程等手段对其进行改性。这导致过去的过渡金属基材料在制备时绝大多数采用复杂的工艺流程、高污染性的反应物和溶剂以获得较好的性能，难以大规模生产应用。另外，采用导电基底的自支撑电极相对传统粉末状纳米催化剂具有活性位点多、导电性强、耐大电流等优势，更具备实际应用的价值，所以所制备的催化剂粉末能否原位生长在导电基底上显得格外重要。如申请号202210327130.0专利采用电化学剥离、共沉淀等多步反应制备FeCoMOF/BP复合材料，流程繁琐，使用三乙胺等多种有机溶剂，且并未证明材料在导电基底上的生长性，其应用具有局限性。总之，设计结构合理、性能优越、性价比高的过渡金属基电催化剂，并开发简便易行、可规模化生产的方法是目前电解水制氢或电解重水制氘的热点问题。
发明内容
本发明旨在提供一种基于界面工程构建的高性能铁掺杂混合相氢氧化镍电催化水分解和电催化重水分解阳极析氧反应，并提供一种低成本、安全可靠且可大规模工业化生产的制备方法。
本发明提出在惰性气体保护下调控过渡金属无氧酸盐水溶液中铁离子与亚铁离子比例，并通过一步水热法制备超薄铁掺杂混合相氢氧化镍二维材料，更具体地，该材料由通过多相界面紧密连接的铁掺杂α相氢氧化镍与铁掺杂β相氢氧化镍异质材料组成。
具体地，该方法包括以下步骤：
本发明的铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将无氧酸铁盐、无氧酸亚铁盐和无氧酸镍盐三者在持续通入保护性气体的去氧水中混合，直至形成均一溶液；
(2)将弱碱性物质加入所述溶液中，持续通入保护性气体并通过搅拌进行混合；
(3)将步骤(2)中得到的溶液置于反应釜中进行水热反应，冷却至室温后收集固体粉末，将所述固体粉末进行洗涤、干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料。
或将步骤(2)中得到的溶液连同集流体一起置于反应釜中进行水热反应，冷却至室温后收集集流体原位自生长材料，将所述材料进行洗涤、干燥，最终得到集流体原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料。
优选地，在步骤(1)中，所述的无氧酸铁盐为氟化铁、氯化铁；无氧酸亚铁盐为氯化亚铁、硫化亚铁；无氧酸镍盐为氯化镍、溴化镍。
优选地，在步骤(1)中，所述的含铁盐与含镍盐的摩尔比为1：6-8。
优选地，在步骤(1)中，所述的无氧酸铁盐和无氧酸亚铁盐的摩尔比为1：1-3。
优选地，在步骤(1)中，所述的保护性气体为氮气或氩气中的一种。
优选地，在步骤(2)中，所述的弱碱性物质为尿素、二氰二胺、硫脲中任一种。
优选地，在步骤(2)中，所述的金属盐与弱碱性物质的摩尔比为1：2-4。
优选地，所述的水热反应的反应温度为80-150℃，反应时间为6-20小时，升温速率为2-10℃/min。
优选地，所述的收集固体粉末的方法包括但不限于离心，过滤、抽滤等方式。
优选地，所述洗涤过程所用液体为甲醇，乙醇，水，丙酮，异丙醇中任一种。
优选地，所述干燥过程为鼓风干燥，真空干燥及冷冻干燥中任一种。
优选地，所述的集流体为碳布、碳纸、泡沫镍、泡沫铁、镍箔或铁箔中任一种。
本发明的铁掺杂混合相氢氧化镍材料在电催化水分解和重水分解阳极端析氧反应中的应用。
本发明得到的材料为超薄纳米片聚集成的三维花状结构，比表面积大，有助于增强材料在应用中的稳定性，增强催化电解水析氧反应性能。本发明的铁掺杂混合相氢氧化镍材料与现有其它类似的过渡金属基材料相比，其制备工艺流程简单，仅需一步水热反应，且成本低，未采用高污染性的反应物和溶剂，便于大规模生产应用，并且性能优越。
该催化剂的优势在于：(1)铁离子的掺杂可使催化过程中的电荷转移电阻降低，提升析氧反应的效率；(2)多相异质结构可促进更具催化活性的高价镍物种形成，增加电化学活性面积；(3)在铁掺杂α相氢氧化镍与铁掺杂β相氢氧化镍结合处形成的界面可有效降低电解水或电解重水阳极析氧反应过电位。
实验结果表明，本发明提供的铁掺杂混合相氢氧化镍材料作为催化剂在电解水阳极析氧反应中，过电位为0.30V(实际电位1.53V)时，其电流密度能够达到23mA/cm2；在电解重水阳极析氧反应中，过电位为0.30V时，其电流密度能够25mA/cm2，该催化剂还可原位生长在集流体上达到更好的性能。本发明所述铁掺杂混合相氢氧化镍材料性能优异，在电催化水分解和电催化重水分解领域具有良好的应用前景。适用于规模化工业生产。
附图说明
图1为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的扫描电镜照片；
图2为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的透射电镜照片；
图3为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的高分辨率透射电镜照片；
图4为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的XRD曲线；
图5为实施例1～11所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料在电解水阳极析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线；
图6为实施例1～11所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料在电解重水阳极析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线；
图7为实施例1～11所述碳布原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍在电解水阳极析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线；
图8为实施例1～11所述碳布原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍在电解重水阳极析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施例。
实施例1：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时；水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-1)3.24g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-1/CC)，负载量为67.45mg/cm2。
实施例2：
(1)将6.66g的六水合氯化镍(28.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-2)3.14g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-2/CC)，负载量为62.13mg/cm2。
实施例3：
(1)将5.71g的溴化镍(24.00mmol)，0.24g硫化亚铁(2.67mmol)，1.25g氟化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-3)3.06g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-3/CC)，负载量为59.48mg/cm2。
实施例4：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将6.48g尿素(108mmol)加入上述溶液中，并持续通入氩气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过过滤收集固体粉末。将所述固体粉末用乙醇洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-4)3.29g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-4/CC)，负载量为70.28mg/cm2。
实施例5：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将8.64g尿素(144mmol)加入上述溶液中，并持续通入氩气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过抽滤收集固体粉末。将所述固体粉末用甲醇洗涤，并通过鼓风干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-5)3.34g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-5/CC)，负载量为73.78mg/cm2。
实施例6：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将6.30g二氰二胺(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至80℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用丙酮依次洗涤，并通过冷冻干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-6)3.09g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-6/CC)，负载量为61.33mg/cm2。
实施例7：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将5.70g硫脲(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至150℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用异丙醇洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-7)3.28g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-7/CC)，负载量为69.56mg/cm2。
实施例8：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持6小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-8)2.91g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-8/CC)，负载量为56.29mg/cm2。
实施例9：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以5℃/min的升温速度升至120℃并保持20小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-9)3.26g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-9/CC)，负载量为62.89mg/cm2。
实施例10：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以2℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-10)3.19g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-10/CC)，负载量为60.11mg/cm2。
实施例11：
(1)将7.61g的六水合氯化镍(32.00mmol)，0.53g四水合氯化亚铁(2.67mmol)，0.36g六水合氯化铁(1.33mmol)溶解在0.80L持续通入氮气的去氧水中，得到均一溶液。
(2)将4.50g尿素(75mmol)加入上述溶液中，并持续通入氮气，搅拌混合得到澄清溶液。
(3)将得到的溶液转移至1.00L的特氟隆内衬高压釜中，以10℃/min的升温速度升至120℃并保持12小时。水热反应结束后自然冷却至室温，并通过离心收集固体粉末。将所述固体粉末用水洗涤，并通过真空干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-11)3.34g。
加入集流体：在步骤1～3相同条件下，在步骤2所得溶液中加入一张尺寸为6cm×8cm的碳布，之后进行水热反应，最终得到碳布表面原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料(Fe-α,β-Ni(OH)2-11/CC)，负载量为67.21mg/cm2。
将实施例1得到的催化剂粉末材料进行电镜分析，结果参见图1-3。图1为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的扫描电镜照片，从图1可以看出，水热制备出的铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料呈现出超薄纳米片聚集成的三维花状形貌。图2为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的透射电镜照片，从图2可以看出，纳米片的厚度约为7nm。图3为实施例1所得铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料的高分辨率透射电镜照片，从图3可以看出，该材料由通过多相界面紧密连接的铁掺杂α相氢氧化镍与铁掺杂β相氢氧化镍组成。
将实施例1对应得到的粉末材料进行XRD分析，结果参见图4，展示典型例中制备出材料所对应的组分，表明铁掺杂混合相氢氧化镍材料的成功合成。
通过实施例1～11制备铁掺杂混合相氢氧化镍粉末催化剂，并将其同商用贵金属催化剂性能进行对比，以证明铁掺杂混合相氢氧化镍材料的优异性能。分别以实施例1～11所制备的铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料作为电催化剂，对其在电解水和电解重水阳极析氧反应中的电催化性能进行检测，结果分别参见图5和图6。图5为实施例1～11所得粉末材料在电解水阳极析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线，从图5可以看出，铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料展示出优越的性能，其中Fe-α,β-Ni(OH)2-1有着最好的催化性能，特别是在过电位为0.3V(实际电位1.53V)时，其电流密度能够达到23mA/cm2，上述铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料电解水性能均远优于现有常用的二氧化钌贵金属催化剂(0.3V时7.3mA/cm2)。图6为实施例1～11所得材料在电解重水阳极析氧反应中的线性扫描伏安法测量曲线，从图6可以看出，铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料展示出优越的性能，Fe-α,β-Ni(OH)2-1最为突出，特别是在过电位为0.3V(实际电位1.53V)时，其电流密度能够达到25mA/cm2，上述铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料电解重水性能均远优于现有常用的二氧化钌贵金属催化剂(0.3V时7.0mA/cm2)。
通过实施例1～11加入集流体制备碳布原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料，以证明本材料易制作为自支撑电极，更具备实际应用的价值。以实施例1～11所制备的碳布集流体原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料作为电催化剂，对其在电解水和电解重水阳极析氧反应中的电催化性能进行检测，结果分别参见图7和图8。从图7和图8可以分别看出，碳布原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料展示出优越的性能，其中Fe-α,β-Ni(OH)2-1/CC有着最好的催化性能，在过电位为0.3V(实际电位1.53V)时，电解水阳极析氧电流密度能够达到228mA/cm2，电解重水阳极析氧电流密度能够达到215mA/cm2。以上性能在实施例1～11中的无集流体催化剂基础上大幅优化，进一步优于所对比的二氧化钌贵金属催化剂，证明铁掺杂混合相氢氧化镍材料易原位生长在导电基底上且性能优越，应用潜力良好。
本发明公开和提出的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料，其特征在于，所述材料是通过多相界面紧密连接的铁掺杂α相氢氧化镍与铁掺杂β相氢氧化镍异质材料。
2.权利要求1所述的一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将无氧酸铁盐、无氧酸亚铁盐和无氧酸镍盐三者在持续通入保护性气体的去氧水中混合，直至形成均一溶液；
(2)将弱碱性物质加入步骤(1)得到的溶液中，持续通入保护性气体并通过搅拌进行混合；
(3)将步骤(2)中得到的溶液置于反应釜中进行水热反应，冷却至室温后收集固体粉末，将所述固体粉末进行洗涤、干燥，最终得到铁掺杂混合相氢氧化镍粉末材料。
3.权利要求2所述的一种铁掺杂混合相氢氧化镍材料的制备方法，其特征在于，将步骤(2)中得到的溶液连同集流体一起置于反应釜中进行水热反应，冷却至室温后收集集流体原位自生长材料，将所述材料进行洗涤、干燥，最终得到集流体原位自生长铁掺杂混合相氢氧化镍材料。
4.按照权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在制备过程(1)中，所述无氧酸铁盐包括氟化铁、氯化铁；无氧酸亚铁盐包括氯化亚铁、硫化亚铁、溴化亚铁；无氧酸镍盐包括氟化镍、氯化镍、硫化镍、溴化镍；所述的含铁盐与含镍盐的摩尔比为1：6-8；所述的无氧酸铁盐和无氧酸亚铁盐的摩尔比为1：1-3；所述保护性气体为氮气或氩气中任一种。
5.按照权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在制备过程(2)中，所述弱碱性物质包括尿素、二氰二胺、硫脲中任一种；所述的金属盐与弱碱性物质的摩尔比为1：2-4。
6.按照权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为80-150℃，反应时间为6-20小时。
7.按照权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述收集方式为离心，过滤、抽滤中任一种。
8.按照权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，洗涤所用液体为甲醇，乙醇，水，丙酮，异丙醇中任一种；所述干燥过程为鼓风干燥，真空干燥及冷冻干燥中任一种。
9.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述集流体为碳布、碳纸、泡沫镍、泡沫铁、镍箔和铁箔中任一种。
10.权利要求1的铁掺杂混合相氢氧化镍材料在电催化水分解和重水分解阳极端析氧反应中的应用。
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