1.一种核壳结构的双功能电解海水催化剂,其特征在于所述催化剂以硫改性的钼酸镍纳米棒为核,以镍铁类水滑石纳米片为壳,硫改性形成的聚阴离子对氯离子具有排斥作用;
所述催化剂是通过先硫化处理原位生长在泡沫镍上的钼酸镍纳米棒,再电沉积镍铁类水滑石纳米片得到的;所述硫改性的钼酸镍纳米棒记为S‑NiMoO4;镍铁类水滑石纳米片记为NiFe‑LDH;核壳结构的双功能电解海水催化剂记为S‑NiMoO4@NiFe‑LDH;
所述核壳结构的双功能电解海水催化剂的制备方法,其特征在于包括以下具体步骤:(a)NiMoO4/NF的制备
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将三片规格为2×3cm的泡沫镍分别用3mol/L盐酸溶液、去离子水和乙醇超声处理30、5和10min,在50℃下干燥6h;取一片泡沫镍浸入含有40mmol/L六水合硝酸镍和3~10mmol/L钼酸铵的50mL混合溶液的聚四氟乙烯高压反应釜中,在120~150℃下水热处理6~12h,自然冷却至室温,去离子水和无水乙醇洗涤后50℃下干燥过夜,即得到黄绿色的纳米棒状催化剂NiMoO4/NF;
(b)S‑NiMoO4/NF的制备
将(a)中所得的NiMoO4/NF置入溶解有0.05~0.20g硫代乙酰胺的35mL无水乙醇的聚四氟乙烯高压反应釜中,120~180℃下水热反应5~8h,用去离子水和无水乙醇洗涤后,在50℃下自然干燥一夜,即得到黑色催化剂S‑NiMoO4/NF;
(c)S‑NiMoO4@NiFe‑LDH/NF的制备2
以面积为1×2cm的S‑NiMoO4/NF为工作电极,铂丝为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,在100mL含有六水合硝酸镍和九水合硝酸铁摩尔浓度比分别为2mmol/L:2mmol/L、2mmol/L:
4mmol/L、4mmol/L:2mmol/L、6mmol/L:2mmol/L的混合电解质中进行电沉积;电沉积过程中,对工作电极施加电压‑1.0V vs Ag/AgCl,沉积时间为30~60min,然后用去离子水洗涤,室温干燥即得到催化剂S‑NiMoO4@NiFe‑LDH/NF;
所制备核壳结构的双功能电解海水催化剂中,硫化处理只是对NiMoO4进行了改性,并未生成金属硫化物相;其中壳NiFe‑LDH的厚度为80~120nm,晶态与非晶态的NiFe‑LDH同时存在;硫的改性有效提高了催化剂在含氯离子电解质中的耐腐蚀性能。
2.根据权利要求1所述的一种三维核壳双功能电解海水催化剂,其特征在于所述催化剂用于电解海水阴极析氢反应和阳极析氧反应。