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本发明公开了一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极及其制备方法和应用，属于光伏‑电解海水领域，将去除氧化膜的泡沫镍加入硝酸铁、硝酸钴和硫代硫酸钠的混合盐溶液中，进行光辅助合成，烘干，得到光辅助合成电极，将所述光辅助合成电极置于锰盐和磷酸盐的混合溶液中，进行电沉积，之后再次烘干，得到所述过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极。本发明提供的一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极在海水分解中具有良好的活性和稳定性。其全解水性能显著降低了羟基氧化物的过电位，有效地提高了水分解的电流密度，获得了高的STH转换效率，解决了实际的海水电解中水分解效率低和电极稳定性低的问题。

成果亮点

本发明的目的是提供一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题。通过简单的光辅助制备和电沉积的两步合成，快速制备了高效、稳定的异质结电极，从根本上解决海水电解电极材料的制备合成中的高耗能、高经济时间成本、效率低和稳定性低的问题。

一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极及其制备方法和应用,属于电化学领域。本发明提供了一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极材料的制备方法,包括以下步骤：利用溶胶凝胶法、水热合成法或者共沉淀法将过渡金属磷化物均匀负载到羟基氧化物的表面；以及将负载有过渡金属磷化物的羟基氧化物清洗、干燥、煅烧得到过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极材料。本发明制备的过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极材料具有良好的导电性和催化活性,可以用于电催化分解水产氢、氧气以及二氧化碳还原等领域。本发明提供的过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极制备方法简单易行,材料具有良好的电化学性能和催化活性,具有广泛的应用前景。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极以及制备方法，选用低成本、自然丰度高的泡沫镍为基底、过渡金属盐为原料，首先通过在酸洗后的泡沫镍上利用光辅助合成的方式快速生长出羟基氧化物，再通过一步电沉积的方法在光辅助合成的电极上沉积Mn和P元素，以提高电极的催化活性和海水分解的耐腐蚀性。通过羟基氧化物的高产氧活性改善水分解反应的阳极瓶颈问题，通过过渡金属磷化物和锰盐的沉积进一步提高电极的水分解活性和稳定性，并且羟基氧化物可以与电沉积的过渡金属磷化物形成异质界面，为海水分解过程进一步提供了电荷转移路径。相比于单一的羟基氧化物电极和过渡金属磷化物电极，过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极具有更为优异的产氧性能，有效解决了水分解反应的瓶颈。

本发明提供的一种过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极在海水分解中具有良好的活性和稳定性。其全解水性能显著降低了羟基氧化物的过电位，有效地提高了水分解的电流密度，获得了高的STH转换效率，解决了实际的海水电解中水分解效率低和电极稳定性低的问题。

本发明通过简单的光辅助合成和一步电沉积的方法制备得到过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极材料。由于过渡金属磷化物的负载有效地提高了羟基氧化物电极的海水分解活性和稳定性。通过一步电沉积合成的过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极具有相比高温合成的磷化物电极更为优异的水分解活性；过渡金属磷化物负载羟基氧化物电极具有较高的STH效率，可实现大规模的光伏-电解海水制氢。本发明电极合成成本低、绿色经济、可实现海水电解电极的大规模生产和应用。