本申请属于功能材料制备，具体涉及到一种磁场诱导离子置换制备电极材料的方法以及电极材料。
背景技术：
1、电催化水分解制氢作为一种绿色、可持续的能源转化途径，因其能够将可再生能源（如太阳能、风能）转化为高能量密度的氢能而备受关注。然而，电催化析氧反应（oer）作为水分解的阳极半反应，涉及复杂的四电子转移过程，其动力学缓慢、过电位较高均会制约整体能量转换效率。因此开发高效、稳定、低成本的析氧电极对提升碱性电解槽的性能具有重要意义。
2、目前，贵金属基材料如iro2、ruo2是已知的性能优异的析氧反应催化剂，但由于其储量稀少、价格昂贵，极大地限制了其在大规模工业生产中的应用。过渡金属基材料因其具有空缺的d电子轨道和可调的电子结构，在析氧反应中展现出良好的催化活性和稳定性，被认为是替代贵金属基材料的理想候选者。而与单一元素的过渡金属材料相比，多元过渡金属材料通过不同组分之间的协同作用，能够有效优化材料的电子结构和表面化学性质，从而往往表现出更为优异的催化性能。离子置换法，可将目标离子引入材料骨架结构或者间隙位置，可实现催化材料性能的调控，具有操作温和、可控性强以及工程化可行性高等优势。通常，当置换离子与主体材料原有离子半径差异较小时，可自主驱动反应；但当二者尺寸差异较大时，需在高温、高压等强驱动条件下才能实现置换，不利于析氧活性材料的规模化制备。
3、因此，亟需开发一种反应条件温和、成本低的离子置换诱导方法，用于析氧活性材料的制备。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种磁场诱导离子置换制备电极材料的方法以及电极材料，可以有效解决离子置换势垒大而导致的置换效率低、难以掺杂以及合金化等问题，同时可有效调控催化剂的微观形貌与化学分布，获得了高效且稳定的含有催化剂的电极材料。
2、为达上述目的，本申请提供了一种磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，包括以下步骤：
3、使用配体水溶液预浸渍处理镍基材料，得到预处理镍基；依次使用钴盐溶液与配体水溶液重复浸渍处理预处理镍基，得到复合材料；
4、配置a盐溶液和b盐溶液的混合溶液作为离子置换溶液，在外加磁场的作用下，使用离子置换溶液对复合材料进行离子置换反应，制得电极材料；
5、其中，a盐溶液包括钼盐溶液、镍盐溶液以及铁盐溶液中的至少一种，b盐溶液包括锰盐溶液、铈盐溶液以及镧盐溶液中的至少一种。
6、进一步的，钴盐溶液的浓度为0.1m~1.0m，钴盐溶液包括cocl2溶液、coso4溶液、co(no3)2溶液、co(ch3coo)2•4h2o溶液以及coc2o4溶液中的至少一种。
7、进一步的，配体水溶液的浓度为0.5m~3.0m，配体水溶液包括对苯二甲酸溶液、2-硝基咪唑溶液、2-甲基咪唑溶液、苯并咪唑溶液以及2-氯咪唑溶液中的至少一种。
8、进一步的，预浸渍处理的过程中，浸渍温度为40℃~70℃，浸渍时间为20min~40min。
9、进一步的，浸渍处理的过程中，预处理镍基在钴盐溶液中的浸渍温度为室温，浸渍时间为5min~10min；预处理镍基在配体水溶液中的浸渍温度为40℃~70℃，浸渍时间为20min~40min；其中，复合材料的负载量不低于5mg/cm2。
10、进一步的，a盐溶液或b盐溶液的浓度为0.01m~1m。
11、进一步的，钼盐溶液包括na2moo4溶液、(nh4)6mo7o24溶液、mo(c5h7o2)3溶液以及(c5h5)2mocl2溶液中的至少一种，镍盐溶液包括nicl2溶液、niso4溶液、ni(no3)2溶液、ni(ch3coo)2溶液以及nic2o4溶液中的至少一种，铁盐溶液包括fecl2溶液、feso4溶液、fe(no3)3溶液、fec6h5o7溶液以及fe2(c2o4)3溶液中的至少一种。
12、进一步的，锰盐溶液包括mncl2溶液、mn(no3)2溶液、mnso4溶液以及mn3(c6h5o7)2溶液中的至少一种，铈盐包括ce2(so4)3溶液、cecl3溶液、ce(no3)3溶液、ce(c6h5o7)溶液以及ce(c5h7o2)3溶液中的至少一种，镧盐包括la2(so4)3溶液、lacl3溶液、la(no3)3溶液、la(c5h7o2)3溶液以及la(c6h5o7)溶液中的至少一种。
13、进一步的，外加磁场的强度为0.1t~0.8t，离子置换反应的反应温度为20℃~60℃，反应时间为3h~6h。
14、本申请还提供了一种电极材料，采用上述方法得到。
15、综上，本申请具有以下优点：
16、本申请提出了一种磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，针对与主体原子离子半径差异显著的元素的置换过程，通过施加外磁场实现了离子的可控置换。具体原理为：利用洛伦兹力效应与磁致取向作用调控离子迁移及置换路径，有效降低了离子置换势垒，解决了传统工艺中因势垒过高导致的置换效率低下、难以实现元素掺杂、合金化的问题。同时，该方法可以同步调控析氧催化剂的微观形貌与元素化学分布，实现析氧反应活性位点电子价态的调节，从而优化所制备析氧电极的催化活性与稳定性，使其达到兼顾皆优。该方法不仅工艺简便、调控性强，更为高性能电催化剂的规模化制备提供了新的技术思路，在高效析氧活性材料的工业化生产领域具有重要应用前景。
1.一种磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述钴盐溶液的浓度为0.1m~1.0m，所述钴盐溶液包括cocl2溶液、coso4溶液、co(no3)2溶液、co(ch3coo)2•4h2o溶液以及coc2o4溶液中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述配体水溶液的浓度为0.5m~3.0m，所述配体水溶液包括对苯二甲酸溶液、2-硝基咪唑溶液、2-甲基咪唑溶液、苯并咪唑溶液以及2-氯咪唑溶液中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述预浸渍处理的过程中，浸渍温度为40℃~70℃，浸渍时间为20min~40min。
5.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述浸渍处理的过程中，所述预处理镍基在所述钴盐溶液中的浸渍温度为室温，浸渍时间为5min~10min；所述预处理镍基在所述配体水溶液中的浸渍温度为40℃~70℃，浸渍时间为20min~40min；其中，所述复合材料的负载量不低于5mg/cm2。
6.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述a盐溶液或b盐溶液的浓度为0.01m~1m。
7.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述钼盐溶液包括na2moo4溶液、(nh4)6mo7o24溶液、mo(c5h7o2)3溶液以及(c5h5)2mocl2溶液中的至少一种，所述镍盐溶液包括nicl2溶液、niso4溶液、ni(no3)2溶液、ni(ch3coo)2溶液以及nic2o4溶液中的至少一种，所述铁盐溶液包括fecl2溶液、feso4溶液、fe(no3)3溶液、fec6h5o7溶液以及fe2(c2o4)3溶液中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述锰盐溶液包括mncl2溶液、mn(no3)2溶液、mnso4溶液以及mn3(c6h5o7)2溶液中的至少一种，所述铈盐包括ce2(so4)3溶液、cecl3溶液、ce(no3)3溶液、ce(c6h5o7)溶液以及ce(c5h7o2)3溶液中的至少一种，所述镧盐包括la2(so4)3溶液、lacl3溶液、la(no3)3溶液、la(c5h7o2)3溶液以及la(c6h5o7)溶液中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的磁场诱导离子置换制备电极材料的方法，其特征在于，所述外加磁场的强度为0.1t~0.8t，所述离子置换反应的反应温度为20℃~60℃，反应时间为3h~6h。
10.一种电极材料，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的方法得到。