本发明涉及纳米材料，尤其涉及一种双金属合金/氮化物异质结结构催化剂及利用mof衍生三金属有机框架制备双金属合金/氮化物异质结结构的方法。
背景技术：
1、异质结结构的纳米材料由于其优异的物理化学性质已经引起了广泛研究这的关注。异质结构催化剂的构建不仅可以提升界面活性物质的吸附/活化速度，而且也利于电子在不同组件之间的传输，这对于提高电催化活性非常有利。迄今为止，很多研究已经证明了各种异质结构电催化剂能表现出更好的电催化活性。
技术实现思路
1、本发明为了克服传统异质结结构制备工艺复杂的问题，提供了一种利用mof衍生三金属有机框架制备双金属合金/氮化物异质结结构的方法，制备工艺简单、温和、普适。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种利用mof衍生三金属有机框架制备双金属合金/氮化物异质结结构的方法，将mof衍生三金属框架结构经过高温氮化及刻蚀处理得到双金属合金/氮化物异质结结构；设定m1m2为所述双金属合金-氮化物异质结结构中的金属，所述mof衍生双金属合金/氮化物为m1m2/mon。
4、金属-有机框架材料(metal-organic frameworks，mof)是金属离子与有机配体结合而成的具有多孔网络结构的晶体，具有高度有序的孔道结构，更大的比表面积，更多的接触活性位点。本发明以mof衍生三金属有机框架m1m2/mo-mof为前驱体，其中，m1m2为目标双金属合金/氮化物异质结结构中的双金属合金，通过高温氮化和酸刻蚀处理以后，得到etch-m1m2/mon。所得双金属合金-氮化物结构尺寸均一，结构稳定，组份分布均匀。本发明的制备方法操作简单，条件温和，能够大量制备。得到的具有合金相的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂稳定性远优于单一金属制备的催化剂。
5、本发明提供一种双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，所述催化剂按如下方法制备：
6、(1)将过渡金属盐m1、过渡金属盐m2、钼酸盐和2-甲基咪唑溶解于去离子水中，于特氟龙反应釜中100-160℃搅拌反应6-12h(优选120℃搅拌反应8h)，所得反应液经后处理a，得到m1m2/mo-mof材料；所述过渡金属盐m1、过渡金属盐m2所含过渡金属不同，且各自独立为铜盐、锌盐、铁盐、镁盐、铝盐、钴盐、镍盐中的一种；所述过渡金属盐m1和过渡金属盐m2的物质的量之比为0.1-10：1(优选1：1)，所述过渡金属盐m1和过渡金属盐m2的总物质的量与钼酸盐的物质的量之比为0.2-5：1(优选1：1)，所述2-甲基咪唑与钼酸盐的物质的量之比为1-5:1(优选2.53:1)；
7、(2)将步骤(1)制得的m1m2/mo-mof材料置于管式炉中，于保护氛围(如惰性气体或氮气氛围)下以2-10℃(优选5℃)的速率升温至500-700℃(优选600℃)，加入三聚氰胺，继续煅烧1-3h(优选煅烧2h)，即制得m1m2/mon衍生双金属合金-氮化物前体；所述m1m2/mo-mof材料与三聚氰胺的质量比为1:3-10(优选1:5)；
8、(3)将步骤(2)所述的m1m2/mon衍生双金属合金-氮化物前体放入0.1-1m(优选0.5m)硫酸溶液中超声刻蚀30s-90s(优选60s)，所得混合物经后处理b，得到所述双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，即最终产物etch-m1m2/mon。
9、优选地，步骤(1)中所述钼酸盐为钼酸钠。
10、优选地，步骤(1)中所述去离子水的体积以钼酸盐的物质的量计为10-50l/mol(优选22l/mol)。
11、具体地，步骤(1)中所述后处理a为：所述反应液冷却至室温后，离心，所得沉淀用去离子水离心洗涤，干燥(优选60℃下真空干燥12h)，得到所述m1m2/mo-mof材料。
12、优选地，步骤(1)中所述溶解为：将过渡金属盐m1和过渡金属盐m2溶解于一部分去离子水中，将钼酸盐和2-甲基咪唑溶解于另一部分去离子水，然后将所得的水溶液混合。
13、进一步，步骤(3)中所述后处理b为：将所述混合物离心，所得沉淀用去离子水离心洗涤(3次)，干燥，得到所述双金属合金/氮化物异质结结构催化剂。
14、本发明还提供一种上述双金属合金/氮化物异质结结构催化剂在电催化反应中的应用。
15、本发明所述的mofmof衍生三金属有机框架是由简单的水热法制备所得的三金属mof，通过高温氮化和酸刻蚀处理制得。水热法所得mof结构稳定，尺寸均一，煅烧及刻蚀后所得双金属合金-氮化物尺寸均一，结构稳定。m的水溶性盐溶液如co(no3)2·6h2o和fe(no3)3·9h2o，及其他硝酸盐等。
16、因此，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
17、(1)制备工艺简单、温和、普适，；
18、(2)采用该方法制备的双金属合金-氮化物异质结尺寸均一，结构稳定，组份分布均匀，展现出优异的her(析氢)，oer(析氧)和orr(氧还原)性能。
1.一种双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于所述催化剂按如下方法制备：
2.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：步骤(1)中所述钼酸盐为钼酸钠。
3.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：步骤(1)中所述去离子水的体积以钼酸盐的物质的量计为10-50l/mol。
4.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：所述保护氛围为惰性气体或氮气。
5.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：所述过渡金属盐m1和过渡金属盐m2的物质的量之比为1：1。
6.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：所述过渡金属盐m1和过渡金属盐m2的总物质的量与钼酸盐的物质的量之比为1：1。
7.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：所述2-甲基咪唑与钼酸盐的物质的量之比为2.53:1。
8.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于：步骤(1)中所述后处理a为：所述反应液冷却至室温后，离心，所得沉淀用去离子水离心洗涤，干燥，得到所述m1m2/mo-mof材料。
9.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂，其特征在于步骤(3)中所述后处理b为：将所述混合物离心，所得沉淀用去离子水离心洗涤，干燥，得到所述双金属合金/氮化物异质结结构催化剂。
10.如权利要求1所述的双金属合金/氮化物异质结结构催化剂在电催化反应中的应用。