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申请/专利权人：青岛科技大学

摘要：一种氧化铬功能化镍铁类水滑石纳米片电解海水催化剂及其制备方法和应用。本发明通过水热和电沉积的方法制备了CrxOy‑NiFe‑LDHNF异质结构双功能电催化剂。该催化剂中NiFe‑LDH纳米片与CrxOy纳米颗粒间的协同作用和强的电子相互作用促进了电子转移，增强了异质结构CrxOy‑NiFe‑LDH的OER和HER性能，同时CrxOy使得催化剂表面产生了更多的氧空位，利于提高催化剂的固有催化活性；由CrxOy纳米颗粒组成的致密膜提高了催化剂的抗氯离子腐蚀能力，使得CrxOy‑NiFe‑LDH在电解碱性含氯离子水溶液时表现出了更好的OER催化活性和稳定性，对电解海水用双功能电催化的开发具有要理论意义和潜在的应用价值。

主权项：1.一种氧化铬功能化镍铁类水滑石纳米片复合结构，其特征在于所述复合结构是由氧化铬层纳米颗粒沉积在镍铁类水滑石纳米片上形成的异质结构；所述复合结构是制备过程中通过改变电沉积的时间、电位、浓度来调节催化剂中氧化物包覆层的组成；所述复合结构中氧化铬纳米颗粒是在最优沉积时间、电流密度和电解质浓度条件下，采用恒电流技术制备所得；所述复合结构原位生长在泡沫镍上，记为CrxOy-NiFe-LDHNF；所述氧化铬功能化镍铁类水滑石纳米片复合结构的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：aNiFe-LDHNF的制备将规格为3*2cm2的泡沫镍分别用3molL盐酸溶液、去离子水和乙醇超声分别处理20、5和20min，在50℃下干燥6h；分别称取1mmol的NiNO32·6H2O、0.5mmol的FeNO33·9H2O和5mmol的尿素并将其溶于40mL的去离子水中；将混合溶液转移至100mL的聚四氟乙烯反应釜中，并加入一片预处理好的泡沫镍，使其在120℃下反应12h，室温下冷却后从反应釜中后取出泡沫镍，分别用去离子水和无水乙醇清洗数次，然后在50℃下干燥5h，即制得NiFe-LDHNF；bCrxOy-NiFe-LDHNF的制备在以铂丝电极为对电极、以HgOHg电极为参比电极、以步骤a中所得NiFe-LDHNF为工作电极的三电极体系中，以浓度为3～12mM的CrNO33·9H2O溶液为电解质，在电压为-0.9～-1.2V，沉积时间为600～1800s的条件下进行恒电位沉积，使其表面生长CrxOy纳米颗粒，去离子水反复冲洗后60℃干燥6h得CrxOy-NiFe-LDHNF异质结构；所述氧化铬功能化镍铁类水滑石纳米片复合结构中粒径小于10nm的CrxOy纳米颗粒致密地覆盖在横向尺寸为200～500nm的NiFe-LDH纳米片表面，纳米片厚度为10～30nm，CrxOy纳米颗粒和NiFe-LDH纳米片两相之间有丰富的相界面。

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