一种氧化铬/金属/金属氧化物复合材料及其制备方法与应用

1.本发明涉及一种氧化铬/金属/金属氧化物复合材料及其制备方法与应用，属于新型无机复合材料技术领域。

背景技术：

2.化石燃料昂贵的成本以及大量使用带来的环境污染问题已成为制约社会发展的障碍，探索可再生的绿氢能源对缓解全球能源危机和环境问题具有重要意义。电解水被认为是具有广泛前景的制氢技术，但阳极析氧反应的缓慢动力学严重限制了整体水分解的能量转换效率。尿素电氧化反应(uor)具有显著降低的理论电势，能够很好的替代析氧反应，同时能够净化富含尿素的废水从而受到了广泛的关注。尽管一些贵金属基材料(如pt/c、ruo2和iro2)可以有效催化uor，但其高昂的成本和稀缺性促使研究人员开发具有高效益的非贵金属基电催化剂。
3.镍基材料来源广泛、价格低廉，是一种适合工业化应用的uor和析氢反应(her)催化剂，但它们的电催化性能在很大程度上受限于本征活性、有限的活性位点和较差的导电性。
4.多金属协同作用是提高镍基材料本征活性的一种有效方式，比如钴、铬等可以与镍发挥协同作用，有效提高镍基材料的uor和her电催化活性；而提高活性位点数量的有效方法之一是减小催化剂的尺度，特别是超细纳米颗粒，可以暴露更多的金属原子。
5.目前，提高镍基催化剂导电性的方法主要是与碳材料、金属等导电性物质复合，其中，与金属复合不仅可以提高导电性，还可以发挥金属-金属氧化物协同作用。
6.二维超薄纳米片具有促进电子传输、比表面积大等优点，被广泛应用于能源存储、电催化等领域，是一种理想的催化平台。比如，yan等报道了一种ni/nio核壳结构纳米片用作高效her电催化剂(crystalline/amorphous ni/nio core/shell nanosheets as highly active electrocatalysts for hydrogen evolution reaction)；ji等开发了一种碳包覆的ni/nio复合纳米片用作uor电催化剂(oxygen vacancy-rich ni/nio@ncnanosheets with schottkyheterointerface for efficient urea oxidation reaction)。目前，ni/nio纳米片体系在电催化环境下稳定性欠佳，且ni/nio纳米片的uor催化活性有待进一步提高。有报道表明，氧化铬可以提高ni/nio体系的her稳定性。gong等将cr2o3引入ni/nio核壳结构纳米材料表面，极大提高了材料的her稳定性(blendingcr2o3intoanio
–
nielectrocatalystforsustainedwatersplitting)；黄妞等受到以上文献启发，采用电化学还原法制备了ni/nio/cr2o3电极材料(金属氧化物钝化镍/氧化镍原位电极的制备方法，cn 113604839 a)。但是，已报道的ni/nio/cr2o3复合材料以纳米颗粒形式存在，纳米颗粒之间容易出现团聚现象，导致活性位点减少。此外，gong等报道的ni/nio/cr2o3复合材料是以少量cr2o3包覆ni/nio，导致cr2o3/nio界面数量有限，不利于uor。虽然ji等开发的ni/nio/cr2o3复合材料增加了cr2o3的含量，但是电化学还原法难以精准控制金属ni的粒径和位置，导致他们开发的ni/nio/cr2o3复合材料的her性能远低于gong等报道
的ni/nio/cr2o3复合材料。
7.因此，本发明的目的在于克服现有ni/nio/cr2o3体系的不足，从二维超薄纳米片为出发点，开发一种简单有效的限域策略，将超细金属和金属氧化物纳米颗粒限域于氧化铬纳米片中，有效防止纳米颗粒的团聚，进而实现高效金属/金属氧化物/三氧化二铬纳米片催化剂的制备。

技术实现要素：

8.[技术问题]
[0009]
现有技术制备的ni/nio/cr2o3复合材料存在活性位点数量有限和cr2o3/nio界面数量有限等问题，不能成为高效uor和her双功能催化剂。
[0010]
[技术方案]
[0011]
为解决上述问题，本发明首先通过水热法制备了二维金属氧化物纳米片，然后通过氢气热处理同步实现超细金属氧化物纳米颗粒和导电性超细金属纳米颗粒的原位引入，制备得到活性位点丰富的uor和her双功能纳米片催化剂。钴元素的进一步引入不仅提高了氧化镍催化剂的本征活性，使得制备所得材料具有优异的uor催化活性，在1.386v电压(vs可逆氢电极)下就可达到200ma/cm2的高电流密度，还提高了金属镍的her活性，达到10ma/cm2电流密度所需过电位仅为99mv。
[0012]
本发明的第一个目的是提供一种氧化铬/金属/金属氧化物复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0013]
(1)将金属盐和铬酸盐溶解于水中，得反应液体；所述金属盐包括镍盐/和钴盐；
[0014]
(2)将步骤(1)制备的反应液体转移至水热反应釜中，在反应液体中加入金属载体，并进行水热反应；
[0015]
(3)将步骤(2)水热反应后的液体冷却、分离、洗涤和干燥，得到前驱体二元或三元金属氧化物；
[0016]
(4)将步骤(3)得到的前驱体二元或三元金属氧化物置于管式炉中，并在还原气氛围中煅烧，煅烧温度为420℃～550℃，即得到氧化铬/金属/金属氧化物复合材料cro
x
/ni/nio；步骤(1)中所述金属盐和铬酸盐的摩尔比为0.5～2.0：1。
[0017]
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、醋酸镍中的一种或多种。
[0018]
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述钴盐包括cof2，cocl2，cobr2，coi2，co(ac)2，co(no3)2，coso4中的一种或多种。
[0019]
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述铬酸盐包括铬酸钾、铬酸铵或铬酸钠中的一种或多种。
[0020]
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述镍盐、钴盐和铬酸盐的摩尔比为0.25～1.0：0.25～1.0：1。
[0021]
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述金属载体为泡沫镍、泡沫钴或泡沫铜中的任一种。
[0022]
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述水热反应的温度为100℃～200℃，时间为6～24h。
[0023]
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述干燥温度为60℃～80℃，时间为2～6h。
[0024]
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)中所述还原气为氢气和氩气的混合气，其中氢气的体积分数为5～95％。
[0025]
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)中管式炉的设定参数为：升温速率为2～10℃/min，升温至420～550℃，保温时间1～5h。
[0026]
本发明的第二个目的是提供一种由上述所述制备方法制备得到的氧化铬/金属/金属氧化物复合材料，所述氧化铬/金属/金属氧化物复合材料呈晶态和非晶态的混合相，氧化铬以非晶态的纳米片形式存在，超细金属纳米颗粒和超细金属氧化物纳米颗粒以晶态形式嵌入在非晶态氧化铬纳米片中。
[0027]
本发明的第三个目的是提供一种由上述所述的氧化铬/金属/金属氧化物复合材料在电催化、有机催化领域中的应用。
[0028]
[有益效果]
[0029]
(1)本发明首次采用氢热还原法制备了具有二维纳米结构的高导电性和高活性镍基双功能化剂，且制备工艺简单高效；
[0030]
(2)本发明不仅有效利用了纳米片比表面积大的优点，还有效阻止了超细金属氧化物纳米颗粒的团聚，从而保障了大量活性位点的暴露。更重要的是，镍铬和镍钴原子之间存在协同作用，可以有效调节镍离子局域的电子环境，从而提高氧化镍的本征活性；
[0031]
(3)氧化铬纳米片具有限域和保护作用。限域作用有效抑制了金属颗粒和金属氧化物颗粒的团聚和生长，使得超细金属和金属氧化物纳米颗粒均匀分散于氧化铬纳米片中；另一方面，金属颗粒的均匀分布有效提高了纳米片的整体导电性；保护作用有效抑制了金属氧化物的还原，使得大量超细金属氧化物纳米颗粒得以保留，最终形成金属/金属氧化物/氧化铬复合材料；另一方面，保护作用还有效提高了镍基催化剂在电催化过程中的稳定性。
[0032]
(4)与已报道的ni/nio/cr2o3复合材料不同，本发明制备的金属/金属氧化物/氧化铬复合材料中，金属和金属氧化物不是以异质结状态存在，而是各自单独分散于cro
x
纳米片中，同时形成大量金属/氧化铬异质结和金属氧化物/氧化铬异质结，其中，金属/氧化铬异质结有利于her，而金属氧化物/氧化铬异质结有利于uor，从而制备高效uor和her双功能催化剂。
附图说明
[0033]
图1为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的x射线衍射图；
[0034]
图2为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料中铬元素的x射线光电子能谱图；
[0035]
图3为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的扫描电镜图；
[0036]
图4为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的透射电镜图；
[0037]
图5为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的uor极化曲线图；
[0038]
图6为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的her极化曲线图；
[0039]
图7为本发明实施例2制得氧化铬/镍钴/氧化镍钴复合材料的uor极化曲线图；
[0040]
图8为本发明实施例2制得氧化铬/镍钴/氧化镍钴复合材料的her极化曲线图；
[0041]
图9为本发明对比例1制得金属镍材料的x射线衍射图；
[0042]
图10为本发明对比例1制得金属镍材料与实施例1的uor极化曲线对比图；
[0043]
图11为本发明对比例2制得氧化铬/氧化镍复合材料的x射线衍射图；
[0044]
图12为本发明对比例2制得氧化铬/氧化镍复合材料的透射电镜图；
[0045]
图13为本发明对比例2制得氧化铬/氧化镍材料与实施例1的uor极化曲线对比图；
[0046]
图14为本发明对比例3制得氧化铬/氧化镍材料的uor极化曲线对比图；
[0047]
图15为本发明对比例4制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的扫描电镜图；
[0048]
图16为本发明对比例4制得氧化铬/镍/氧化镍材料与实施例1的uor极化曲线对比图。
具体实施方式
[0049]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0050]
实施例1
[0051]
(1)将1.0mmol硝酸镍和1.0mmol铬酸钾加入聚四氟乙烯内衬，并加入30ml去离子水溶解；
[0052]
(2)向步骤(1)的内衬中加入一块清洗过的泡沫镍载体；
[0053]
(3)将步骤(2)中的反应内衬转入金属反应釜，在140℃下进行水热反应8h；
[0054]
(4)将步骤(3)的反应液冷却后取出泡沫镍，分别用去离子水和乙醇洗涤2次，然后置于60℃烘箱中干燥2h，得到前驱体二元镍铬氧化物nicro
x
；
[0055]
(5)将步骤(4)得到的前驱体氧化物置于管式炉中，并在h2/ar(20/80％)混合气中煅烧3h，升温速率为2℃/min，煅烧温度为450℃，即得到氧化铬/镍/氧化镍复合材料cro
x
/ni/nio。
[0056]
图1为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的x射线衍射图，观察到结晶态ni和nio的存在，而铬的物相呈现非晶态；
[0057]
图2为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料中铬元素的x射线光电子能谱图，其价态为+3价表明元素cr未被还原，仍以氧化态存在；
[0058]
图3为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的扫描电镜图，该材料呈现出随机排列的超薄纳米片结构，在高温下保持了稳定的纳米片形貌；
[0059]
图4为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的透射电镜图，可知非晶态的氧化铬以纳米片形式存在，结晶态的金属ni和nio呈纳米颗粒，并嵌入氧化铬纳米片中；
[0060]
图5为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的uor极化曲线图，该电化学测试是在连接chi760e电化学工作站的标准三电极系统中进行，将泡沫镍上原位生长的复合材料直接作为工作电极(1cm
×
1cm)，pt片作为对电极，hg/hgo电极作为参比电极，1.0m koh+0.33m尿素作为电解液，仅需1.386v电压(vs可逆氢电极)可达到200ma/cm2的电流密度，表现出优异的uor性能。
[0061]
图6为本发明实施例1制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的her极化曲线图，该电化学测试是在连接chi760e电化学工作站的标准三电极系统中进行，将泡沫镍上原位生长的
复合材料直接作为工作电极(1cm
×
1cm)，pt片作为对电极，hg/hgo电极作为参比电极，1.0m koh作为电解液，达到10ma/cm2电流密度所需过电位为111mv。
[0062]
实施例2
[0063]
(1)将0.6mmol硝酸镍、0.4mmol硝酸钴和1.0mmol铬酸钾加入聚四氟乙烯内衬，并加入30ml去离子水溶解；
[0064]
(2)向步骤(1)的内衬中加入一块清洗过的泡沫镍载体；
[0065]
(3)将步骤(2)中的反应内衬转入金属反应釜，在140℃下进行水热反应8h；
[0066]
(4)将步骤(3)的反应液冷却后取出泡沫镍，分别用去离子水和乙醇洗涤2次，然后置于60℃烘箱中干燥2h，得到前驱体三元镍钴铬氧化物nicocro
x
；
[0067]
(5)将步骤(4)得到的前驱体氧化物置于管式炉中，并在h2/ar(20/80％)混合气中煅烧3h，升温速率为2℃/min，煅烧温度为450℃，即得到氧化铬/镍钴/镍钴氧化物复合材料cro
x
/nico/nicoo
x
。
[0068]
图7为本发明实施例2制得cro
x
/nico/nicoo
x
复合材料的uor极化曲线图，该电化学测试是在连接chi760e电化学工作站的标准三电极系统中进行，将泡沫镍上原位生长的复合材料直接作为工作电极(1cm
×
1cm)，pt片作为对电极，hg/hgo电极作为参比电极，1.0m koh+0.33m尿素作为电解液，仅需1.337v电压(vs可逆氢电极)可达到200ma/cm2的电流密度，表现出优异的uor性能。
[0069]
图8为本发明实施例2制得氧化铬/镍钴/氧化镍钴复合材料的her极化曲线图，该电化学测试是在连接chi760e电化学工作站的标准三电极系统中进行，将泡沫镍上原位生长的复合材料直接作为工作电极(1cm
×
1cm)，pt片作为对电极，hg/hgo电极作为参比电极，1.0m koh作为电解液，达到10ma/cm2电流密度所需过电位为99mv。
[0070]
对比例1
[0071]
(1)将1.0mmol硝酸镍和2.0mmol尿素加入聚四氟乙烯内衬，并加入30ml去离子水溶解；
[0072]
(2)向步骤(1)的内衬中加入一块清洗过的泡沫镍载体；
[0073]
(3)将步骤(2)中的反应内衬转入金属反应釜，在140℃下进行水热反应8h；
[0074]
(4)将步骤(3)的反应液冷却后取出泡沫镍，分别用去离子水和乙醇洗涤2次并烘干，然后在350℃马弗炉中煅烧2h，得到前驱体氧化镍nio；
[0075]
(5)将步骤(4)得到的前驱体置于管式炉中，并在h2/ar(20/80％)的混合气中煅烧30min，升温速率为2℃/min，还原温度为250℃，即得到金属镍材料ni。
[0076]
图9为本发明对比例1制得金属镍材料的x射线衍射图。由图可知，nio在h2/ar(20/80％)混合气中仅需250℃的还原温度即可全部被还原为金属镍。由此可见，实施例1与对比例1相比，说明本技术中氧化铬具有保护作用，可以极大延缓nio的还原，从而可以制备cro
x
/ni/nio复合材料。
[0077]
图10为本发明对比例1制得金属镍材料与实施例1的uor极化曲线对比图。由图可知，需提供1.446v电压才能达到200ma/cm2的电流密度；在1.4v电压下，对比例1和实施例1制备的催化剂能够提供的电流密度分别为104和275ma/cm2。可见，没有氧化铬纳米片基底存在时，反应生成的催化剂uor活性大幅度降低。
[0078]
对比例2
[0079]
(1)将1.0mmol硝酸镍和1.0mmol铬酸钾加入聚四氟乙烯内衬，并加入30ml去离子水溶解；
[0080]
(2)向步骤(1)的内衬中加入一块清洗过的泡沫镍载体；
[0081]
(3)将步骤(2)中的反应内衬转入金属反应釜，在140℃下进行水热反应8h；
[0082]
(4)将步骤(3)的反应液冷却后取出泡沫镍，分别用去离子水和乙醇洗涤2次，然后置于60℃烘箱中干燥2h，得到前驱体二元镍铬氧化物nicro
x
；
[0083]
(5)将步骤(4)得到的前驱体二元镍铬氧化物置于管式炉中，并在h2/ar(20/80％)混合气中煅烧3h，升温速率为2℃/min，煅烧温度为400℃，即得到氧化铬/氧化镍材料cro
x
/nio。
[0084]
图11为本发明对比例2制得氧化铬/氧化镍复合材料的x射线衍射图，没有观测到金属ni的存在，而由对比例1可知，nio在较低的250℃就可以被完全还原为金属镍。
[0085]
图12为本发明对比例2制得cro
x
/nio复合材料的透射电镜图，可见，超细nio纳米颗粒均匀分布于非晶态cro
x
纳米片中，证明了实施例1、实施例2和对比例2中，非晶态cro
x
实现了对nio的良好包裹，从而对nio具有保护作用，极大提高了nio被还原为金属ni的温度，导致在本对比例中，超细nio纳米颗粒在400℃仍然未被还原为金属ni。
[0086]
图13为本发明对比例2制得氧化铬/氧化镍材料与实施例1的uor极化曲线对比图。由图可知，催化剂需1.454v电压才能提供200ma/cm2的电流密度，且在高电位下对应的电流密度大幅度下降。可见，缺少导电性物质金属ni时，由于cro
x
/nio的导电性不佳，导致其uor催化活性明显低于cro
x
/ni/nio。
[0087]
对比例3
[0088]
(1)将1.0mmol硝酸镍和1.0mmol铬酸钾加入聚四氟乙烯内衬，并加入30ml去离子水溶解；
[0089]
(2)向步骤(1)的内衬中加入一块清洗过的泡沫镍载体；
[0090]
(3)将步骤(2)中的反应内衬转入金属反应釜，在140℃下进行水热反应8h；
[0091]
(4)将步骤(3)的反应液冷却后取出泡沫镍，分别用去离子水和乙醇洗涤2次，然后置于60℃烘箱中干燥2h，得到前驱体二元镍铬氧化物nicro
x
；
[0092]
(5)将步骤(4)得到的前驱体二元镍铬氧化物置于管式炉中，并在h2/ar(20/80％)混合气中煅烧3h，升温速率为2℃/min，煅烧温度为600℃，即得到氧化铬/镍复合材料cro
x
/ni。
[0093]
由图14可知，对比例3制备的氧化铬/镍复合材料cro
x
/ni催化剂需1.444v电压才能提供200ma/cm2的电流密度。可见，缺少活性物质nio时，反应生成的产物uor催化活性与实施例1相比明显降低。
[0094]
对比例4
[0095]
(1)将1.0mmol硝酸镍、1.0mmol硝酸铬和2.0mmol尿素加入聚四氟乙烯内衬，并加入30ml去离子水溶解；
[0096]
(2)向步骤(1)的内衬中加入一块清洗过的泡沫镍载体；
[0097]
(3)将步骤(2)中的反应内衬转入金属反应釜，在140℃下进行水热反应8h；
[0098]
(4)将步骤(3)的反应液冷却后取出泡沫镍，分别用去离子水和乙醇洗涤2次并烘干，然后在350℃马弗炉中煅烧2h，得到前驱体二元镍铬氧化物nicro
x
；
[0099]
(5)将步骤(4)得到的前驱体二元镍铬氧化物置于管式炉中，并在h2/ar(20/80％)混合气中煅烧3h，升温速率为2℃/min，煅烧温度为450℃，即得到氧化铬/镍/氧化镍复合材料cro
x
/ni/nio。
[0100]
图15为本发明对比例4制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料的扫描电镜图，采用硝酸铬作为铬盐制得的复合材料呈现纳米线堆积的网络结构，与实施例1制得的纳米片结构存在明显差异，表明以常规的铬盐替代铬酸盐时无法获得纳米片结构；此外，采用低价铬盐制备的cro
x
/ni/nio与背景技术中提到的文献和专利报道的材料类似，cro
x
无法同时实现对ni和nio的包覆。
[0101]
图16为本发明对比例4制得氧化铬/镍/氧化镍复合材料与实施例1的uor极化曲线对比图。对比例4需提供1.449v电压才能达到200ma/cm2的电流密度，在1.4v电压下对比例3和实施例1能够提供的电流密度分别为70和275ma/cm2。
[0102]
可见，对比例4的性能明显低于实施例1，可能是由于各纳米线间过于疏松导致相互孤立，不利于纳米线之间的传质过程，而纳米片结构作为氧化铬/镍/氧化镍复合材料的反应平台时能够更好地发挥导电基底与活性物种的相互作用，从而表现出优越的uor性能。
[0103]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

技术特征：

1.一种氧化铬/金属/金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将金属盐和铬酸盐溶解于水中，得反应液体；所述金属盐包括镍盐/和钴盐；(2)将步骤(1)制备的反应液体转移至水热反应釜中，在反应液体中加入金属载体，并进行水热反应；(3)将步骤(2)水热反应后的液体冷却、分离、洗涤和干燥，得到前驱体二元或三元金属氧化物；(4)将步骤(3)得到的前驱体二元或三元金属氧化物置于管式炉中，并在还原气氛围中煅烧，煅烧温度为420℃～550℃，即得到氧化铬/金属/金属氧化物复合材料；步骤(1)中所述金属盐和铬酸盐的摩尔比为0.5～2.0：1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钴盐包括cof2、cocl2、cobr2、coi2、co(ac)2、co(no3)2、coso4中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、醋酸镍中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铬酸盐包括铬酸钾、铬酸铵或铬酸钠中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述水热反应的温度为100℃～200℃，时间为6～24h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述金属载体为泡沫镍、泡沫钴或泡沫铜中的任一种。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述干燥温度为60℃～80℃，时间为2～6h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中管式炉的设定参数为：升温速率为2～10℃/min，升温至420～550℃，保温时间1～5h。9.由根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的氧化铬/金属/金属氧化物复合材料，其特征在于，所述氧化铬/金属/金属氧化物复合材料呈晶态和非晶态的混合相，氧化铬以非晶态的纳米片形式存在，超细金属纳米颗粒和超细金属氧化物纳米颗粒以晶态形式嵌入在非晶态氧化铬纳米片中。10.由权利要求9所述的氧化铬/金属/金属氧化物复合材料在电催化、有机催化领域中的应用。

技术总结

本发明公开了一种氧化铬/金属/金属氧化物复合材料及其制备方法与应用，属于新型无机复合材料技术领域。本发明的一种氧化铬/金属/金属氧化物复合材料的制备方法包括：将金属盐和铬酸盐溶解于水中；然后转移至水热反应釜中，在反应液体中加入金属载体，并进行水热反应；冷却的反应液进行分离、洗涤和干燥，得到前驱体二元或三元金属氧化物；将前驱体置于管式炉中，并在还原气氛围中煅烧，即得到氧化铬/金属/金属氧化物复合材料。本发明制备的氧化铬/金属/金属氧化物复合材料解决了二维纳米片催化剂导电性差的问题，并进一步提高了催化剂的本征活性，表现出优异的尿素电氧化催化性能和析氢催化性能，具有广泛的应用前景。具有广泛的应用前景。具有广泛的应用前景。