本发明涉及电催化剂，尤其涉及一种调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法及其应用。
背景技术：
1、随着21世纪科学技术的发展，环境污染和能源危机已成为人类社会最值得关注的问题。将太阳能、风能等可再生能源产生的清洁电能用于电解水制氢是目前实现绿色能源的转换的重要途径。而电解水过程中的阳极析氧反应(oer)过程涉及多电子转移，具有较高的反应能垒，很大程度上限制了电解制氢的产氢效率，而且会使得装置的运行能耗增加，不利于绿色氢能的可持续。因此，开发高催化活性的阳极oer催化剂，提升oer动力学，是实现绿色、高效电解水制氢的关键。
2、钴基氧化物nico2o4作为一种备受关注的oer催化剂材料，结合了镍离子与钴离子快速的氧化还原反应，能提供快速的反应动力学。其尖晶石晶格中的四面体位和八面体位活性位点的性质决定着nico2o4的催化活性。nico2o4的{111}晶格面有较多钴离子、镍离子金属反应活性位点，有利于oer反应。而在晶体生长过程中，晶面的生长速度通常与表面能大小成正比，由于{111}晶面由于表面能较大，导致该晶面在晶体生长过程中倾向于快速生长并最终消失。因此，设计高活性暴露晶面对于高效电解水oer催化剂的研究仍然是一个挑战。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种制备不同暴露晶面nico2o4氧化物的方法及其应用，以克服现有技术存在的为了提高材料的析氧反应性能，进行晶面调控工序复杂的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、一种调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，步骤包括，采用水热法以co(no3)2为钴源、ni(no3)2为镍源，然后添加不同体积的naoh溶液得到混合反应液，将得到的溶液进行水热反应，经过清洗、干燥后经马弗炉焙烧后得到仅暴露{111}晶面的八面体nico2o4、暴露{111}和{100}晶面的截断八面体nico2o4以及仅暴露{100}晶面的立方体nico2o4氧化物。
4、进一步，所述步骤包括：
5、步骤i.配置钴源和镍源混合的溶液一；
6、步骤ii.配置naoh的溶液二；
7、步骤iii.将不同体积的溶液二加入溶液一中，搅拌预反应获得溶液三；
8、步骤iv.将溶液三进行水热反应，完毕后处理得到nico2o4前驱体；
9、步骤v.将前驱体置于马弗炉焙烧，得到所述八面体、截断八面体以及立方体结构的nico2o4材料。
10、进一步，所述钴源和镍源分别是co(no3)2和ni(no3)2，co(no3)2和ni(no3)2的摩尔比例为2：1；所述溶液为水溶液。
11、进一步，所述naoh浓度为1.0mol/l。
12、进一步，所述步骤iii中加入不同体积的溶液二其体积变量为2,5和12ml。
13、进一步，所述步骤iii中预反应温度为室温25℃、预反应时间为30mins。
14、进一步，所述步骤iv中的水热反应是在180℃下加热8h。
15、进一步，所述步骤iv中的完毕后处理的步骤包括，以9000rpm的离心转速分离nico2o4前驱体。
16、进一步，所述步骤v中的焙烧的具体程序为：以2℃/min升温至300℃，保温时间为200mins，然后随炉冷却至室温后得到nico2o4黑色粉末。
17、基于一个发明总的构思，本实施例还提供了上述的制备方法获得的nico2o4调控晶面生长的电催化剂材料。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
19、本发明提供一种调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，为了研究电催化剂的晶面属性，针对晶面调控工序复杂的问题，本发明通过简单的调节参与反应的naoh的含量，能够有效调控nico2o4的{111}和{100}晶面暴露比，实现对nico2o4晶面暴露的调控，获得不同暴露晶面的八面体、截角八面体以及立方体nico2o4氧化物。在晶核形成过程中，金属离子m2+(m＝ni/co)与oh-反应生成层状水滑石结构α-m(oh)2，反应体系中的oh-含量决定着m(oh)2层中oh-空位的含量。根据nico2o4的晶体结构，其{111}晶面具有比{100}晶面密集的金属m原子排布，当naoh添加量少时，{111}晶面形成处的m(oh)2层中存在较多的oh-空位被no3-占据，no3-中的o-会将m2+直接氧化为m3+，促进{111}晶面的形成，{111}晶面表面能减小。nico2o4晶核形成后进入晶核的生长阶段，而晶体的晶面暴露受到晶面表面能大小的限制，表面能较小的{111}晶面由于生长速率慢而最终被留下形成八面体nico2o4。当增加naoh添加量时，{111}晶面表面能增大，导致晶体沿该晶面的生长速率快，最终{111}晶面逐渐消失。因此，通过调节naoh添加量，可以实现不同晶面暴露nico2o4的调控。此外，在较高{111}/{100}晶面暴露比和较小晶粒尺寸的条件下，大面积暴露的{111}晶面以及小尺寸效应有效地增加了催化剂活性位点数量、促进了电解h2o过程中催化剂对中间体的吸附作用，从而提高了nico2o4的析氧性能。
1.一种调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤i中，钴源和镍源分别是co(no3)2和ni(no3)2，co(no3)2和ni(no3)2的摩尔比例为2：1；所述溶液为水溶液。
3.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤ii中，naoh浓度为1.0mol/l。
4.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤iii中加入不同体积的溶液二其体积变量为2,5和12ml。
5.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤iii中预反应温度为室温25℃、预反应时间为30mins。
6.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤iv中的水热反应是在180℃下加热8h。
7.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤iv中的完毕后处理的步骤包括，以9000rpm的离心转速分离nico2o4前驱体。
8.如权利要求1所述的调控不同晶面暴露nico2o4氧化物的制备方法，其特征在于，所述步骤v中的焙烧的具体程序为：以2℃/min升温至300℃，保温时间为200mins，然后随炉冷却至室温后得到暴露不同晶面的nico2o4氧化物黑色粉末。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的制备方法获得的不同晶面暴露nico2o4氧化物催化剂。
