[發明專利]一種鈷鍺氫氧化物制備方法

有效

• 申請號: 201611017255.4
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106629866B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 徐哲;李文超;樊忠文;閆世成;鄒志剛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;B01J23/83
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

一種鈷鍺氫氧化物制備方法，1)采用Na₂GeO₃和CoCl₂、CoSO₄、Co(NO₃)₂或Co(CH₃COO)₂作為前驅體，Na₂GeO₃和CoCl₂溶解在水溶液中制備成懸濁溶液，并伴隨有磁力攪拌；前驅物溶液中鍺離子相對于鈷離子的投料摩爾比范圍為1:0.5～1:1.5；2)將經過步驟1)所得懸濁液轉移到聚四氟乙烯內襯的水熱反應釜中加熱到150℃～250℃，保溫5小時以上；3)將經過步驟2)所得的產物離心收集，用去離子水洗滌，在60℃～90℃的條件下干燥4小時～8小時或真空冷凍干燥，得到CoGeO₂(OH)₂粉末。本方法制備的鈷鍺氫氧化物具有全新的物相結構，并富含?OH活性官能團。

技術領域：

本發明涉及一種鈷鍺氫氧化物新物相材料及制備方法。

背景技術：

(光)電化學水分解制氫、CO₂還原等反應中水氧化產生氧氣過程是動力學決速步驟。鈷系化合物中的鈷離子電子結構(尤其是3d軌道電子構型)獨特活潑，因此其在(光)電催化反應分解水過程中常作為產氧催化劑。單純的鈷氧化物在催化性能和穩定性上都有局限性。在引入其他金屬離子后，鈷系多元化合物中可調控鈷離子配位構型，促進-OH或-OOH基團的形成，從而使其催化性能和穩定性得到改善。鈷鍺化合物(Co₂GeO₄,CoGeO₃)具有良好穩定性，但缺乏-OH或-OOH基團，因而催化性能較弱。

發明內容：

本發明的目的是，提出一種鈷鍺氫氧化物新物相材料及制備方法，引入活性基團改善鈷鍺化合物的催化性能，提供了一種鈷鍺氫氧化物的制備方法。

本發明技術方案是：一種鈷鍺氫氧化物的制備方法，鈷鍺氫氧化物的制備方法如下：1)采用Na₂GeO₃和CoCl₂、CoSO₄、Co(NO₃)₂或Co(CH₃COO)₂作為前驅體，Na₂GeO₃和CoCl₂溶解在水溶液中制備成懸濁溶液，并伴隨有磁力攪拌；前驅物溶液中鍺離子相對于鈷離子的投料摩爾比范圍為1:0.5～1:1.5；2)將經過步驟1)所得懸濁液轉移到聚四氟乙烯內襯的水熱反應釜中加熱到150℃～250℃，尤其是160℃～180℃，保溫5小時以上，是10-24小時；3)將經過步驟2)所得的產物離心收集，用去離子水洗滌，在60℃～90℃的條件下干燥4小時～8小時或真空冷凍干燥，得到CoGeO₂(OH)₂粉末。

前驅物溶液中鈷離子濃度范圍為0.001mol/L～1mol/L。

水熱反應溫度尤其是160℃～180℃

步驟2)中水熱反應加熱及保溫時間為10-24小時。

步驟3)中洗滌后的粉末樣品在0℃～10℃條件下真空冷凍干燥10小時。

步驟1)懸濁溶液中添加十二烷基硫酸鈉或鄰苯甲酰磺酰亞胺為表面活性劑，0.5％左右均可。

有益效果：本發明鈷鍺氫氧化物的制備方法有效引入了-OH活性基團,通過控制鈷、鍺前驅物成分，投料比和水熱反應溫度，以簡單工藝制備出全新物相結構的鈷鍺氫氧化物CoGeO₂(OH)₂粉末。本方法制備的鈷鍺氫氧化物具有全新的物相結構，并富含-OH活性官能團，在(光)電化學水分解產生氧氣反應中表現出良好的催化性能和穩定性。

附圖說明