[發(fā)明專利]一種過渡金屬磷化物Co2P的制備方法及應(yīng)用

無效

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• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101857207A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦麗芳;袁華堂;王一菁;杜紅梅;彭文修;王慶紅;宋大衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: C01B25/08
• 分類號: C01B25/08;H01M10/30
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及過渡金屬磷化物合成技術(shù)，特別是一種過渡金屬磷化物Co₂P的制備方法及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】

過渡金屬磷化物作為一種良好的催化劑，廣泛應(yīng)用于氫化脫硫和脫氫加氮，對日益嚴重的能源危機和環(huán)境問題做出了巨大的貢獻。同時，過渡金屬磷化物由于具有很好的抗腐蝕能力而被廣泛的應(yīng)用于電鍍材料中。一些過渡金屬磷化物由于具有強的氫吸附能力，并且在氫的電化學(xué)氧化中表現(xiàn)出良好的電化學(xué)催化活性而引起了人們的極大興趣，有作為鎳氫電池負極材料的潛在價值。

過渡金屬磷化物的傳統(tǒng)制備方法包括：磷化氫或五氯化磷與鈷或鈷鹽的直接還原；金屬有機化學(xué)氣相沉積；磷酸鹽在氫氣氣氛中程序升溫還原法等。最近，溶膠凝膠，溶劑熱等方法也被用來合成磷化物。但是，上述反應(yīng)方法或者需要較高的反應(yīng)溫度(一般在1000°以上)，或者是長的反應(yīng)時間以獲取好的晶體，存在原料成本高、生產(chǎn)條件苛刻、工藝復(fù)雜、可控因素少及無法形成批量生產(chǎn)等缺點，不利于過渡金屬磷化物的廣泛生產(chǎn)及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種過渡金屬磷化物Co₂P的制備方法及應(yīng)用，該方法工藝簡單、不需要高溫高壓和程序升溫等復(fù)雜的操作，原料價格低、能耗低、制備成本低，無環(huán)境污染；將制備的產(chǎn)物應(yīng)用于模擬鎳氫電池，顯示良好的電化學(xué)可逆性。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種過渡金屬磷化物Co₂P的制備方法，步驟如下：

1)以鈷鹽和次磷酸鹽為混合前軀體，將其溶于去離子水中，攪拌至完全溶解；2)將所得前軀體溶液烘干；3)將烘干的前軀體粉末裝入管式爐中，在氬氣氛圍下煅燒；4)冷卻至室溫，將所得產(chǎn)物用去離子水洗滌后進行真空干燥，即可制得過渡金屬磷化物Co₂P。

所述鈷鹽為草酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、碳酸鈷、乙酸鈷、堿式碳酸鈷或氫氧化鈷。

所述次磷酸鹽為次磷酸銨、次磷酸鉀、次磷酸鈉或次磷酸。

所述鈷鹽和次磷酸鹽的混合質(zhì)量比為Co²⁺∶H₂PO₂^-＝1∶1～5，去離子水的用量為鈷鹽和次磷酸鹽總質(zhì)量的25-40倍。

所述前體溶液的烘干溫度為(20～100)℃。

所述前體粉末的煅燒溫度為(400～800)℃，煅燒時間為(3～6)小時。

所述去離子水洗滌為三次，真空干燥在電熱真空干燥箱中進行，真空度為-0.1MPa。

一種所述過渡金屬磷化物Co₂P的應(yīng)用，制成模擬鎳氫電池。

本發(fā)明具有下述優(yōu)點：制備所需的主要原料來源豐富，價格低廉，成本較低；工藝簡單，不需要高溫高壓，程序升溫等復(fù)雜的步驟，簡化了制備流程，降低了能耗；制備過程中不會環(huán)境造成污染，適合大規(guī)模生產(chǎn)；將制備的產(chǎn)物應(yīng)用于模擬鎳氫電池，顯示良好的電化學(xué)可逆性。

【附圖說明】

圖1為實施例1所制備的Co₂P的XRD圖。

圖2為實施例2所制備的Co₂P的SEM圖。

圖3為實施例3所制備的Co₂P的CV圖。

【具體實施方式】

實施例1：

稱取0.562g七水合硫酸鈷、0.332g次磷酸銨(Co²⁺∶H₂PO₂^-＝1∶2)，加入25ml水的去離子水中使其完全溶解，在65℃下攪拌半小時，然后放入烘箱中烘干；將烘干后的前驅(qū)體粉末放入管式爐(天津市中環(huán)實驗電爐有限公司ZK-1BS)中，在氬氣氛保護下于550℃煅燒6小時；冷卻至室溫，將所得產(chǎn)物用去離子水洗滌三次后在電熱真空干燥箱中進行真空干燥，真空度為-0.1MPa，即可制得過渡金屬磷化物Co₂P。

圖1為所得材料的XRD圖，采用Rigaku?D/Max?Ш型X射線衍射儀(Cu靶k_α射線，波長λ＝0.15418nm)。對照標準卡片可以看出，合成的材料為正交晶系(空間群Pnam?62)。

實施例2：