绿色化工技术

一种异质结构析氧电催化剂及其制备方法和应用。本发明通过控制水热反应时间实现了Na2S对泡沫镍上生长的Ni2FeLDH纳米片的部分硫化，合成了Ni2FeLDH/FeNi2S4/NF异质结构，再经2000次循环伏安扫描，其表面形成了硫酸盐层，制得了后异质结构催化剂postNi2FeLDH/FeNi2S4/NF。该催化剂具有丰富的异质界面和催化位点，良好的导电性和析氧催化活性。尤其硫酸盐层的存在能有效排斥氯离子到达催化剂的活性位点，提高了postNi2FeLDH/FeNi2S4/NF催化剂在碱性盐溶液和碱性海水溶液中析氧催化活性和耐氯离子腐蚀性能。在碱性氯化钠和碱性海水溶液中，postNi2FeLDH/FeNi2S4/NF催化剂分别仅需250和271mV的过电位就可达到100mA?cm2的电流密度，经20小时稳定性测试后其电流密度仅衰减8％和11％。

镍铁类水滑石/硫化镍铁异质结构海水氧化电催化剂是一种性能优异的新能源材料技术，在电催化纯水和海水阳极析氧反应中具有广泛的应用前景。

海水约占全球水资源的96.5％，是水电解过程中几乎取之不尽的电解质原料。直接电解海水既可以开发可持续能源，又能解决沿海干旱地区水资源短缺和淡水需求高的严重问题。该异质结构在催化剂具有丰富的双金属氢氧化物/硫化物异质界面，能调节其对含氧物质的吸附能，从而获得理想的OER性能。在连续循环伏安扫描后，催化剂表面形成硫酸盐层。在碱性模拟海水中，相应的后催化剂表现出更优越的OER催化性能。后催化剂形成的硫酸盐膜可以排斥氯离子到达催化剂的活性位点，使催化剂在氯盐溶液电解质中具有良好的耐腐蚀性。

1)本发明所述的异质结构析氧电催化剂是通过半硫化策略和次循环伏安扫描处理制备的非贵金属复合材料，所用原料易于购买，资源丰富且成本低，实验方法易于操作，便于大规模生产；

2)本发明所述的异质结构析氧电催化剂具有丰富的异质界面和催化位点，提高了导电性，有效降低了OER的过电位，在碱性盐溶液以及海水中也表现出了优异的OER催化性能，优于目前研究报道的绝大多数非贵金属催化剂。

3)本发明所述的异质结构析氧电催化剂在OER催化领域具有比商业的RuO2电极更优的电化学性能。

4)本发明为海水电解提供了一种新颖的催化剂及电催化剂合成思路。