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专利号: 2022107395726
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电解或电泳工艺;其所用设备〔4〕
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料,其特征在于,所述Zn3(VO4)2的微观形貌为纳米薄片,所述Ni(OH)2的微观形貌为大片,所述Zn3(VO4)2纳米薄片附着在Ni(OH)2大片上。

2.根据权利要求1所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料,其特征在于,所述Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2为大片上生长纳米薄片结构。

3.一种Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将锌源、2‑甲基咪唑分别溶于甲醇中,搅拌混合,静置,洗涤、干燥,得到ZIF‑8;

(2)将钒源溶于去离子水中,加入步骤(1)得到的ZIF‑8,超声分散,进行水热反应,反应完成后,自然冷却到室温,然后洗涤、干燥,在空气气氛下煅烧,即得到Zn3(VO4)2;

(3)将步骤(2)得到的Zn3(VO4)2、镍源和尿素溶于去离子水中,进行水热反应,反应完成后,自然冷却到室温,然后洗涤、干燥,即得到所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料。

4.根据权利要求3所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,步骤(1),所述锌源为乙酸锌;所述锌源与2‑甲基咪唑的质量比为(0.2‑0.3):(0.6‑

0.7);所述锌源和甲醇的质量体积比为(0.2‑0.3)g:(20‑30)mL。

5.根据权利要求4所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述搅拌时间为120‑180 min,静置时间为20‑30 h;所述洗涤为将沉淀用无水乙醇洗涤3‑5次;所述干燥为将洗涤后的产物在40‑60 ℃下干燥12‑18 h。

6.根据权利要求3所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中;所述钒源为偏钒酸铵;所述钒源与ZIF‑8的质量比为(0.01‑0.02):(0.03‑

0.04);所述钒源与去离子水的质量体积比为(0.01‑0.02)g:(25‑40)mL。

7.根据权利要求6所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述超声时间为20‑40 min;所述水热反应的温度为120‑150 ℃,反应时间为6‑8 h;所述洗涤为将中间体依次用去离子水和无水乙醇各洗涤3‑5次;所述干燥为将洗涤后的产物在40‑60 ℃下干燥12‑18 h;所述煅烧温度为300‑350 °C,升温速率为1‑3 °C/min;保温时间为120‑160 min。

8.根据权利要求3所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述镍源为六水合氯化镍;所述镍源与尿素的质量比为(0.10‑0.18):(0.12‑0.15);所述Zn3(VO4)2与镍源的质量比为(0.01‑0.03):(0.12‑0.18)。

9.根据权利要求8所述的Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述水热反应的温度为90‑100 ℃,反应时间为12 h;所述洗涤为依次用去离子水和无水乙醇各洗涤3‑5次;所述干燥为将洗涤后的产物在40‑60 ℃下干燥12‑18 h。

10.Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料的应用,其特征在于,所述Zn3(VO4)2‑Ni(OH)2电催化全解水材料应用于析氢反应(HER)、析氧反应(OER)和电催化全解水。