[发明专利]一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料、制备方法与应用

权利要求书

1.一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料，其特征在于，由NiO_1-xF_x/Ni和碳层组成，NiO_1-xF_x/Ni@C直接生长于泡沫镍(NF)上，得到NiO_1-xF_x/Ni@C/NF纳米材料，其中，0x1。

2.根据权利要求1所述的一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料，其特征在于，以NiO_1-xF_x/Ni为核，以碳层为“铠甲”。

3.权利要求1-2任一所述的一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将金属镍盐、含氟有机物加入溶剂中，搅拌至溶解，得到初始混合溶液；

(2)将所述初始混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，加入泡沫镍，进行水热反应，离心获得反应产物；

(3)将所述反应产物乙醇洗、真空干燥，得到泡沫镍NF负载的含氟有机物插层的Ni(OH)₂前驱体，即Ni(OH)₂-F/NF；

(4)将所述前驱体置于管式炉中退火处理，得到双功能氟掺杂铠甲型纳米材料，即NiO_1-xF_x/Ni@C/NF纳米材料。

4.根据权利要求3所述的一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，金属镍盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O、NiSO₄、NiCl₂或NiBr₂中的一种；含氟有机物为4-氟水杨酸，2，4-二氟苯甲酸，3-氟乙酸，4-氟苯乙酸中的一种；溶剂为N,N二甲基甲酰胺(DMF)、水、乙醇三相混合溶液。

5.根据权利要求3所述的一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料的制备方法，其特征在于，金属镍盐的镍元素和含氟有机物的氟元素的摩尔比为(0.1～1)：(0.1～4)，溶剂中，N,N二甲基甲酰胺(DMF)、水、乙醇体积比为V_DMF:V_水:V_乙醇＝(4～2):(3～1.5):(1～0.5)。

6.根据权利要求3所述的一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，水热反应温度为120℃～160℃，反应时间为6～12h；

在步骤(3)中，真空干燥温度为40～60℃，干燥时间为8h；

在步骤(4)中，管式炉中退火处理时，反应温度为400～600℃，反应时间为30min。

7.一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料的应用，其特征在于，将权利要求1～6任一所述的双功能氟掺杂铠甲型纳米材料NiO_1-xF_x/Ni@C/NF作为电催化氢析出装置的电催化剂；电催化氢析出装置中，工作电极为NiO_1-xF_x/Ni@C/NF纳米材料，参比电极为Hg/HgO电极，对电极为碳棒，电解液为含KOH溶液；所述电极片的大小为1～4cm×1～4cm。

8.一种有机-无机杂化法合成双功能氟掺杂铠甲型纳米材料的应用，其特征在于，将权利要求1～6任一所述的双功能氟掺杂铠甲型纳米材料NiO_1-xF_x/Ni@C/NF作为电催化尿素氧化装置的电催化剂，电催化尿素氧化装置中，工作电极为NiO_1-xF_x/Ni@C/NF纳米材料，参比电极为Hg/HgO电极，对电极为碳棒，电解液为含尿素的KOH溶液，电解液为1mol/L的氢氧化钾+0.33mol/L尿素溶液；所述电极片的大小为1～4cm×1～4cm。