[发明专利]一种泡沫铜自支撑镍锌双金属氢氧化物催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种泡沫铜自支撑镍锌双金属氢氧化物催化剂的制备方法，采用的一步水热反应直接合成最终产物，具有温和的合成温度，路径简单，易于操作，且所用原料都是廉价易得的，产物后处理简单，对环境友好，适合大规模生产有望推广到实际生产中；该方法制备的网状结构的NiZn‑LDH的长在泡沫铜基底上，形成了网状结构的链接而成的网状结构，产品形貌完整，纳米网状结构比表面积非常大，能提供很多反应场所，负载量多，加快了电子传输，对于实现双功能电解水有非常重要的意义。

技术领域

本发明属无机材料制备领域，涉及一种电催化材料方法，具体涉及一种泡沫铜自支撑镍锌双金属氢氧化物催化剂的制备方法。

背景技术

随着化石燃料的枯竭及环境问题而受到人们的普遍重视，氢能是一种可再生的清洁能源,具有资源丰富、易储存等许多突出的优点。电解水是有效的手段之一，水分解过程会产生氢气和氧气都是对环境友好的能源。通过裂解水和燃烧氢气产生水这一可逆过程使得能源问题有了很好的解决方法。

水滑石又称为层状双金属氢氧化物(1ayered double hydroxides，LDHs)，是一种阴离子型层状化合物，由于其具有独特的二维层板结构、组成可调性，层间离子多样性和可交换性，记忆效应等特点，作为水氧化反应(OER)催化剂有很好的前景。但是在实际应用中，催化剂材料本身导电性差和比表面积小，限制了其性能的提升。为了克服以上缺点，研究者一般通过两种途径来提高性能。一种是纳米化，另一种是和一些导电性好的材料例如泡沫铜、碳布、泡沫铜等进行复合。

合成LDH的方法目前有共沉淀法、溶胶-凝胶法，沉淀法反应物洗涤过滤困难、此外消耗大量NaOH易于和金属的其他阴离子形成杂质盐、产物结晶度不高、操作复杂生产流程长、需要快速准确滴定pH，溶胶-凝胶法使用有机试剂危害大且难以去除、且层间阴离子不纯样品形貌不规整，间接合成方法有焙烧法和离子交换等方法，但工艺复杂、条件难以掌控。

最近研究表明，在以泡沫铜为基地、负载生长LDH是一种能有效提供超快的电解质运输和电子转移的结构。大多泡沫基地有加快电子传输和催化剂的作用，例如，生长在泡沫铜基地上的复合材料析氢反应(HER)更容易发生，同样的泡沫铜基也有类似性能。对于粉体的LDH而言生长在基地上更容易加快它对水的分解和增强催化剂本身的活性和耐用性。目前，关于泡沫铜基地的应用尤为稀少，这是由于泡沫铜极易发生氧化且在与其他原料反应过程中生成其他不利的产物。稳定控制泡沫铜基体，使得它在合成反应中在可控方向上生长是需要进一步努力的方向。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明目的在于提出一种操作简单，条件温和，过程快捷便利的泡沫铜自支撑镍锌双金属氢氧化物催化剂的制备方法，制备的产品形貌完整，电化学性能优异和负载量多，且能实现双功能催化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种泡沫铜自支撑镍锌双金属氢氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将泡沫铜裁剪成小块、浸入纯丙酮溶液中超声清洗后、再将泡沫铜浸入到盐酸中进行超声清洗，最后分别用乙醇与去离子水交替冲洗若干次，最后将冲洗完的泡沫铜保存在通过饱和氮气的浓度为0.01～0.05mol/L的稀盐酸中；