MOFs解离制备配体修饰的镍铁氢氧化物的方法及其应用

本发明涉及电催化材料的制备，尤其涉及一种mofs解离制备配体修饰的镍铁氢氧化物的方法及其应用。

背景技术：

1、镍铁层状双金属氢氧化物是一种具有水滑石特性的材料，具有比表面积大、金属位点数目多、金属配比可控制、插层离子可交换等特点，被广泛用于电催化、光催化、金属腐蚀与防护、纳米容器等。由于镍、铁之间的相互作用使得镍铁层状双金属氢氧化物表现出远优于单金属氢氧化物的电催化析氧活性，有望实现替代钌、铱等贵金属电催化剂。

2、目前，镍铁层状双金属催化剂的催化能力被其短板之处限制，即电催化的单位位点活性不足，对析氧过程的生成中间态物质吸附能过大，不利于进一步降低过电位从而降低槽压。现有技术中，有多种修饰方法针对镍铁层状双金属氢氧化物进行改性，其中共轭多元羧酸的离域电子能够有效调控镍铁层状双金属氢氧化物的吸附能，以此增强电催化活性。上述修饰均需要预先将镍铁层状双金属氢氧化物制备后再进行修饰。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，涉及一种mofs解离制备配体修饰的镍铁氢氧化物的方法及其应用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种mofs解离制备配体修饰的镍铁氢氧化物的方法，包括如下步骤：

4、1）用溶剂将多元羧酸溶解，配置成0.05～1 mol/l的配体溶液；用去离子水溶解铁、镍金属盐的中一者或两者配置为金属源溶液，将金属源溶液滴加到所述的配体溶液中，滴加过程用磁力搅拌器进行搅拌得到mofs母液，母液在一定温度反应12～24 h；

5、2）将mofs母液离心分离，得到mofs沉淀，该沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤并离心烘干，离心转速为7000～12000 rpm，离心时间为5～10 min，沉淀产物烘干温度为60～120℃；

6、3）称取mofs粉末和mofs中不含有金属的盐，用去离子水配置为悬浊液；用去离子水溶解氢氧化钠并配置为碱液；将所述的悬浊液滴加到碱液中，滴加过程用磁力搅拌器进行搅拌，混合后到溶液恒温反应得到配体修饰的镍铁层状双金属氢氧化物；

7、4）离心分离，得到沉淀，该沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤并离心后烘干，离心转速为4000～8000 rpm，离心时间为2～8 min，沉淀产物烘干温度为45～75 ℃。

8、步骤1）所述的多元羧酸为对苯二甲酸、1，3，5-苯三甲酸、2，5-二羟基对苯二甲酸等苯系多元羧酸之中的一种。

9、步骤1）所述的铁金属盐为feso4、fe(no3)3。

10、步骤1）所述的镍金属盐为ni(no3)2。

11、步骤1）所述的热反应温度为60～180 ℃。

12、步骤3）所述的mofs和金属盐的物质的量比为1:2～2:1。

13、步骤3）所述的金属盐为非构成mofs金属中心的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐。

14、步骤3）所述的氢氧化钠浓度分别为 0.05～1.2 mol/l。

15、步骤3）所述的恒温反应温度为20～140 ℃。

16、一种根据所述的方法制备的镍铁层状双金属氢氧化物的应用，用作电催化。

17、本发明的有益效果是：本发明实现了碱解离mofs一步修饰并制备镍铁层状双金属氢氧化物，合并了修饰和制备步骤，同时配体修饰大幅提高了镍铁层状双金属氢氧化物的电催化活性。

技术特征：

1.一种mofs解离制备配体修饰的镍铁氢氧化物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）所述的多元羧酸为对苯二甲酸、1，3，5-苯三甲酸、2，5-二羟基对苯二甲酸等苯系多元羧酸之中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）所述的铁金属盐为feso4、fe(no3)3。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）所述的镍金属盐为ni(no3)2。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）所述的热反应温度为60～180 ℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）所述的mofs和金属盐的物质的量比为1:2～2:1。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）所述的金属盐为非构成mofs金属中心的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）所述的氢氧化钠浓度分别为 0.05～1.2 mol/l。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）所述的恒温反应温度为20～140℃。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的方法制备的镍铁层状双金属氢氧化物的应用，其特征在于，用作电催化。

技术总结本发明公开了一种MOFs解离制备配体修饰的镍铁氢氧化物的方法及其应用。首先预先制备得到以多元羧酸为配体的金属有机骨架材料(MOFs)。将分离纯化后的MOFs粉末与金属盐按照一定比例混合配置为悬浊液，将悬浊液滴加到碱液中后水热‑溶剂热反应即可制备含有配体修饰的NiFe LDH粉末。该方法可以实现多元羧酸对NiFe LDH修饰，有效的避免的NiFe LDH在酸性溶液下发生溶解。并且在MOFs解离时能够同步释放金属离子和羧酸配体，可以实现单组分金属盐或不外加金属盐的情况下制备NiFe LDH。MOFs解离的技术能够并实现一步构筑配体修饰的NiFe LDH，同时制备得到的NiFe LDH表现出良好的催化活性。技术研发人员：胡吉明,刘梓烨受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1