[发明专利]一种Co-Fe纳米材料的制备方法及其电化学应用

说明书

本发明提供的一种Co‑Fe纳米材料的制备方法及其电化学应用，涉及Co‑Fe纳米材料技术领域。其中，Co‑Fe纳米材料的制备方法为：将钴盐溶液和铁盐溶液混入铵盐溶液中反应，配置成电解液；再以碳棒为阳极，铜箔为阴极，经电沉积获得Co‑Fe纳米材料。本发明采用一种简单的电沉积方法制备Co‑Fe纳米材料，这种电沉积法仅用40s即可成功制备Co‑Fe纳米材料，整个过程耗时少，能耗低，操作简单且相对安全。此法还可以制备多种纳米材料。

技术领域

本发明涉及Co-Fe纳米材料技术领域，具体涉及一种Co-Fe纳米材料的制备方法及其电化学应用。

背景技术

Co-Fe纳米材料具有独特的晶体结构及表面特性，近年来在催化领域得到了广泛的关注。通过减小材料的粒径使得其表面形成凹凸不平的原子界面，从而可以增强催化反应的接触面积，在电催化领域也有着重要作用。常用的合成Co-Fe纳米材料的方法有水热法，溶胶-凝胶法，化学气相法等，这些方法在不同程度上存在高耗能，耗时长，成本高等问题。

发明内容

为解决上述技术中问题，本发明提供了一种常温下能快速制备Co-Fe纳米材料的方法，该方法能够极大的减短合成Co-Fe纳米材料的时间，并且耗能低，成本低，能够有效解决现有Co-Fe纳米材料合成方法中存在的高耗能，耗时长，成本高等问题，其技术方案具体为：

一种Co-Fe纳米材料的制备方法，将钴盐溶液和铁盐溶液混入铵盐溶液中反应，配置成电解液；再以碳棒为阳极，铜箔为阴极，经电沉积获得Co-Fe纳米材料。

在实施上述实施例时，优选地，所述铜箔作为阴极前先进行表面清洁，清洁步骤包括将铜箔先用砂纸打磨，再放入丙酮中超声清洁，随后在乙醇中超声清洁，去除铜箔表面的杂质。

在实施上述实施例时，优选地，所述电沉积操作采用直流电，电压为12V。

进一步地，电镀时间为40S。

在实施上述实施例时，优选地，所述钴盐溶液为CoCl₂·6H₂O溶液。

在实施上述实施例时，优选地，所述铁盐溶液为FeSO₄·7H₂O溶液。

在实施上述实施例时，优选地，所述铵盐溶液为NH₄Cl溶液。

在实施上述实施例时，优选地，所述电解液中Co²⁺和Fe²⁺的比例为4:1。

上述Co-Fe纳米材料的制备方法，电沉积法仅用40s即可成功制备Co-Fe纳米材料，整个过程耗时少，能耗低，操作简单且相对安全。

上述Co-Fe纳米材料的制备方法制得的Co-Fe纳米材料可在电化学中应用。

例如：Co-Fe纳米材料为双功能电催化剂，具有良好的电催化全水分解性能。其电催化析氧性能超越了贵金属基电极材料，析氢性能也较好。

或者，Co-Fe纳米材料可以通过太阳能板将太阳能转化为电能并驱动全水解的进行，绿色环保。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在本发明采用的铜箔清洁方法中，砂纸打磨可以去除铜箔表面自然的氧化层，丙酮作为一种很好的有机溶剂可以去除铜箔表面的杂质，无水乙醇可以去除残留的丙酮。

2、采用所述的制备Co-Fe纳米材料的方法，整个过程仅需40s，耗时短。

3、与传统制备纳米材料的方法相比，本发明的制备方法污染少，能耗低，操作简单且相对安全。

4、本发明制得的Co-Fe纳米材料是由许多球状材料构成，而且中间有很多间隔小孔。而且，小球由丰富的薄边组成，这些薄片可以进一步的提高Co-Fe纳米材料的电催化活性表面积。