[发明专利]一种电解水双功能电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将铁盐和钴盐加入预制备的分散有黑磷纳米片的N，N-二甲基甲酰胺溶液中，常温搅拌均匀后，获得混合液；

在混合液中加入对苯二甲酸，常温搅拌均匀后再依次加入水、乙醇和三乙胺，常温搅拌使金属离子与对苯二甲酸进行配位形成MOF框架，离心并乙醇洗涤，获得离心沉淀物；

将所述离心沉淀物真空干燥，获得电解水双功能电催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合液中，铁离子与钴离子的摩尔比为1：(1～3)。

3.根据权利要求1所述的一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，所述铁盐为九水合硝酸铁或六水合三氯化铁。

4.根据权利要求1所述的一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐为六水合硝酸钴、六水合氯化钴或四水合乙酸钴。

5.根据权利要求1所述的一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，所述预制备的分散有黑磷纳米片的N，N-二甲基甲酰胺溶液的获取步骤包括：

将四丁基四氟硼酸铵装入有N，N-二甲基甲酰胺溶液的电解池中；

夹有铂丝的阳极电极夹及夹有块体黑磷的阴极电极夹浸入所述电解池中，施加恒定的预设电压，进行电化学剥离块体黑磷；剥离完毕后进行离心，洗涤，获得黑磷纳米片；

将黑磷纳米片分散在N，N-二甲基甲酰胺溶液中，获得所述预制备的分散有黑磷纳米片的N，N-二甲基甲酰胺溶液。

6.根据权利要求1所述的一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，所述常温搅拌使金属离子与对苯二甲酸进行配位形成MOF框架时，常温搅拌时间为12～24小时。

7.根据权利要求1所述的一种电解水双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，所述将所述离心沉淀物真空干燥时，温度控制在60℃以上。

8.一种权利要求1至7中任一项所述制备方法制备获得的电解水双功能电催化剂，其特征在于，在10mA cm^-2电流密度下的析氢过电势能够达到199mV。

9.一种权利要求8所述的电解水双功能电催化剂的应用，其特征在于，用于作为电解水的析氢和析氧催化剂。