]采用微乳-剝層方法，通過調(diào)控插層金屬粒子種類，通過構(gòu)建微乳限域環(huán)境調(diào)控水滑石大小，合成了系列水滑石量子點電催化劑。該系列水滑石量子點，因為表面含有豐富的缺陷位，以及量子點優(yōu)越的電子傳導能力，具有良好的電催化氧化水制備氧氣的催化性能，且過電勢明顯降低。該量子點催化劑成本低廉，操作簡便，工藝簡單，催化性能優(yōu)越，為該類材料在光電催化領(lǐng)域提供了基礎(chǔ)應(yīng)用研宄。
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0037]圖1為實施例1-3所獲得的水滑石量子點前體產(chǎn)物的XRD譜圖(曲線a-c分別對應(yīng)實施例1-3所獲得的水滑石量子點前體產(chǎn)物的XRD譜圖)；
[0038]圖2A為實施例1所獲得的水滑石量子點電催化劑的透射電鏡圖；
[0039]圖2B為實施例2所獲得的水滑石量子點電催化劑的透射電鏡圖；
[0040]圖2C為實施例3所獲得的水滑石量子點電催化劑的透射電鏡圖；
[0041]圖2D為對比樣品NiT1-LDHs塊體的透射電鏡圖；
[0042]圖3A為實施例1所獲得的水滑石量子點電催化劑的原子力顯微圖譜；
[0043]圖3B為實施例2所獲得的水滑石量子點電催化劑的原子力顯微圖譜；
[0044]圖3C為實施例3所獲得的水滑石量子點電催化劑的原子力顯微圖譜；
[0045]圖3D為對比樣品NiT1-LDHs的原子力顯微圖譜；
[0046]圖4為實施例1、2、3及對比樣品NiT1-LDHs電催化劑的電催化氧化水電流圖譜(曲線a-d分別對應(yīng)實施例1-3及對比樣品NiT1-LDHs電催化劑的電催化氧化水電流圖譜)。
【具體實施方式】
[0047]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0048]實施例1
[0049]1.NiCo-LDHs水滑石量子點電催化劑的制備:
[0050]配制微乳液:將異丙醇5ml、油胺oleylamine 8ml、4ml去離子水加入到燒瓶中，攪拌至溶液均一，即得微乳液環(huán)境；將0.0048mol的Ni (NO3)2.6H20和0.0024mol的Co (NO3)3.9H20加入到上述配制的微乳液中，待鹽溶解后，100°C密閉晶化水熱27h。
[0051]反應(yīng)完成后，產(chǎn)物抽濾，用體積比為1:1的去離子水和乙醇的混合溶液離心洗滌3次，再用無水乙醇洗滌I次，離心，60°C干燥14h，即得到NiCo-LDHs量子點前體產(chǎn)物。
[0052]上述前體產(chǎn)物分散到甲酰胺中，采用大功率超聲儀超聲4h，低速離心，去除底部沉淀物，再進行高速離心，得到下層沉淀物，即為NiCo-LDHs量子點電催化劑。
[0053]上述制備的NiCo-LDHs量子點電催化劑的化學式為[ΝΡ+^ο^ΟΗ^Γ.(CO32Oχ/2.mH20，其中X = 0.5 ;m為結(jié)晶水數(shù)量，取值為4。
[0054]將上述方法制備得到的NiCo-LDHs量子點電催化劑材料應(yīng)用于電催化分解水產(chǎn)氧，將NiCo-LDHs量子點電催化劑涂覆于電化學玻碳電極上，在0.lmol/L KOH溶液中，采用三電極反應(yīng)裝置，Pt為對電極，Ag/AgCl為參比電極，在一定電場輔助下，測試在溶液中電催化分解水產(chǎn)氧，檢測電壓隨電流的變化。
[0055]2.對比樣品NiT1-LDHs的制備:
[0056]準確稱取0.0lmol Ni (NO3)2.3Η20，放入250mL三口燒瓶中，加入10mL去離子水，然后加入0.25ml含0.002mol TiCl4的TiCl 4溶液和0.25ml質(zhì)量濃度為36%的HCl溶液，再稱取0.1lmol尿素放入三口燒瓶中，攪拌90°C加熱回流50h ;反應(yīng)時間結(jié)束后，產(chǎn)物抽濾，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌一次，濾餅于60°C烘箱干燥12h，即得共沉淀法制備得到的對比樣品，記為NiT1-LDHs。
[0057]對材料進行表征:圖1a為上述制備的NiCo-LDHs量子點前體產(chǎn)物的XRD譜圖。由圖1a可知，通過調(diào)控水滑石層板元素組成，可形成良好的水滑石結(jié)構(gòu)，其(003)，(006)，(110)特征峰明顯。圖2A顯示剝層得到的NiCo-LDHs量子點電催化劑的粒徑大小大約為6nm，；而采用共沉淀方法得到的對比樣品NiT1-LDHs，粒徑達到200nm(圖2D)。由圖3A可知，該類量子點催化劑的厚度為0.8nm，參考文獻報道，該量子點對應(yīng)為單層水滑石量子點。圖4a顯示，NiCo-LDHs量子點電催化劑的電化學催化性能:在1.8V下，電流為130mA/cm2。相比傳統(tǒng)塊體NiT1-LDHs (〈1mA/cm2)(圖4d)大幅提高，且過電勢大幅降低為0.20V(參比電流為lOmA/cm2)，NiCo-LDH量子點電催化劑具有十分優(yōu)異的電催化分解水產(chǎn)氧性能。
[0058]實施例2
[0059]NiFe-LDH水滑石量子點電催化劑的制備:
[0060]配制微乳液:將異丙醇3ml、油胺d1ctylamine 6ml、5ml去離子水加入到燒瓶中，攪拌至溶液均一；將 0.004mol 的 Ni (NO3)2.6H20 和 0.002mol 的 Fe (NO3) 3.9H20 加入到上述配制的微乳液中，待鹽溶解后，80 °C密閉晶化水熱20h。
[0061]反應(yīng)完成后，產(chǎn)物抽濾，用體積比為1:1的去離子水和乙醇的混合溶液離心洗滌3次，再用無水乙醇洗滌I次，離心，90°C干燥6h，即得到NiFe-LDHs量子點前體產(chǎn)物。
[0062]上述前體產(chǎn)物分散到N，N- 二甲基甲酰胺中，采用大功率超聲儀超聲6h，低速離心，去除底部沉淀物，再進行高速離心，得到下層沉淀物，即為NiFe-LDHs量子點電催化劑。
[0063]上述制備的NiFe-LDHs量子點電催化劑的化學式為(OH) 2]x+.(CO32Ox/2.mH20，其中X = 0.5 ;m為結(jié)晶水數(shù)量，取值為4。
[0064]將上述方法制備得到的NiFe-LDHs量子點電催化劑材料應(yīng)用于電催化分解水產(chǎn)氧，將水滑石量子點電催化劑涂覆于電化學玻碳電極上，在0.lmol/L KOH溶液中，采用三電極反應(yīng)裝置，Pt為對電極，Ag/AgCl為參比電極，在一定電場輔助下，測試在溶液中電催化分解水產(chǎn)氧，檢測電壓隨電流的變化。
[0065]對材料進行表征:圖1b為上述制備的NiFe-LDHs量子點前體產(chǎn)物的XRD譜圖。由圖1b可知，通過調(diào)控水滑石層板元素組成，可形成良好的水滑石結(jié)構(gòu)，其(003)，(006)，(110)特征峰明顯。圖2B顯示剝層得到的NiFe-LDHs量子點電催化劑的粒徑大小大約為1nm,;而采用共沉淀方法得到的對比樣品NiT1-LDHs，粒徑達到200nm(圖2D)。由圖3A可知，該類量子點電催化劑的厚度為0.8nm，參考文獻報道，該量子點對應(yīng)為單層水滑石量子點。圖4b顯示，NiFe-LDH量子點電催化劑的電化學催化性能，在1.8V下，電流為180mA/cm2，相比傳統(tǒng)塊體NiT1-LDHs (〈1mA/cm2)(圖4d)大幅提高，且過電勢大幅降低為0.17V (參考電流為lOmA/cm2)。以上說明NiFe-LDH量子點電催化劑具有十分優(yōu)異的電催化分解水產(chǎn)氧性能。
[0066]實施例3
[0067]NiT1-LDH水滑石量子點電催化劑的制備:
[0068]配制微乳液:將異丙醇3ml、油胺 N, N-dimethyltetradecylamine5ml、7ml 去離子水加入到燒瓶中，攪拌至溶液均一；將0.006mol的Ni (NO3)2.6Η20和0.003mil的TiC14加入到上述配制的微乳液中，待鹽溶解后，120°C密閉晶化水熱15h。
[0069]反應(yīng)完成后，產(chǎn)物抽濾，用體積比為1:1的去離子水和乙醇的混合溶液離心洗滌2次，再用無水乙醇洗滌I次，離心，70°C干燥10h，即得到NiT1-LDHs量子點前體產(chǎn)物。
[0070]上述前體產(chǎn)物分散到N，N- 二甲基甲酰胺中，采用大功率超聲儀超聲5h，低速離心，去除底部沉淀物，再進行高速離心，得到下層沉淀物，即為NiT1-LDHs量子點電催化劑。
[0071]上述制備的NiT1-LDHs量子點電催化劑的化學式為.(CO32Ox.mH20，其中X = 0.5 ;m為結(jié)晶水數(shù)量，取值為4。
[0072]將上述方法制備得到的NiT1-LDHs量子點電催化劑材料應(yīng)用于電催化分解水產(chǎn)氧，將水滑石量子點電催化劑涂覆于電化學玻碳電極上，在0.lmol/L KOH溶液中，采用三電極反應(yīng)裝置，Pt為對電極，Ag/AgCl為參比電極，在一定電場輔助下，測試在溶液中電催化分解水產(chǎn)氧，檢測電壓隨電流的變化。
[0073]對材料進行表征:圖1c為上述制備的NiT1-LDHs量子點前體產(chǎn)物的XRD譜圖。由圖1c可知，通過調(diào)控水滑石層板元素組成，可形成良