[發(fā)明專利]一種雜原子摻雜多孔碳/磷化鐵復(fù)合材料有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811218318.1 | 申請(qǐng)日： | 2018-10-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN109267094B | 公開（公告）日： | 2020-07-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 金輝樂;王舜;任倩 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 溫州大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C25B11/06 | 分類號(hào)： | C25B11/06;C25B1/04 |
| 代理公司： | 北京中北知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253 | 代理人： | 陳孝政 |
| 地址： | 325000 浙江省溫州市甌海區(qū)*** | 國(guó)省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 原子 摻雜 多孔 磷化 復(fù)合材料 | ||
本發(fā)明公開了一種雜原子摻雜多孔碳/磷化鐵復(fù)合材料，一種雜原子摻雜多孔碳/磷化鐵復(fù)合材料包括下述摩爾份：鐵源，以鐵原子計(jì)：3～20份、六氯環(huán)三磷腈：0.3～3份、苯胺：0.1～0.5份，能夠用于電極的包覆層，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)與其他包覆材料相比，碳材料的電子傳導(dǎo)性較好，使得電子可以更快速有效的進(jìn)出活性顆粒并能減短電子傳輸路徑。(2)碳材料無(wú)論是化學(xué)穩(wěn)定性還是電化學(xué)穩(wěn)定性都極好，能有效地防止活性物質(zhì)被氧化，從而延長(zhǎng)電極的使用周期。(3)易形成薄膜層狀物，使電極表面均勻，保持活性。(4)來源豐富，成本較低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，更具體的說是涉及一種雜原子摻雜多孔碳/磷化鐵復(fù)合材料。
背景技術(shù)
我們目前普遍使用的能源如煤、石油、天然氣均為不可再生能源，地球上的存量是有限的，同時(shí)也會(huì)致使由排放大量二氧化碳造成的溫室效應(yīng)。人類的生存與發(fā)展時(shí)時(shí)刻刻離不開能源，所以必須尋找新的能源來面對(duì)化石燃料耗量增加儲(chǔ)量減少的危機(jī)，從而擺脫對(duì)這些化石燃料的依賴。在目前這樣常規(guī)能源出現(xiàn)余量危機(jī)和二次能源亟待開發(fā)的背景下，氫能源正是我們所需且備受期待的新能源。
氫氣因其清潔、可再生、零碳排放量等優(yōu)點(diǎn)格外引人注目。氫氣是一種清潔有效的燃料，具有電化學(xué)能轉(zhuǎn)換的各種應(yīng)用特別是用于汽車和發(fā)電的燃料電池。氫氣熱值高達(dá)到142kJ/kg，大概是汽油的3倍，乙醇的4倍。若氫能源的發(fā)展應(yīng)用走上正軌，那么將對(duì)全球的能源結(jié)構(gòu)帶來重大的突破和改變。
為促進(jìn)電解水制氫形成產(chǎn)業(yè)化，解決最根本的催化劑問題成為關(guān)鍵。專注于電解水制氫催化劑研究的學(xué)者們發(fā)現(xiàn)，潛在的電解水催化劑，應(yīng)具備和已知的高效催化劑類似的結(jié)構(gòu)或者屬性，而磷化物催化劑恰巧滿足這些條件。最近的研宄發(fā)現(xiàn)，金屬磷化物作為一種新型的非貴金屬類型催化劑在HER反應(yīng)中展現(xiàn)出更高的催化活力。包括Ni2P納米顆粒，CoP/CNT納米復(fù)合材料，CU3P納米線，MoP顆粒，F(xiàn)eP納米片等等。對(duì)于第Ⅷ族而言，在眾多過渡金屬中，鐵以其成本低廉、材料豐富而具有極優(yōu)的親民性，同時(shí)，鐵基催化物也具有比較高的催化性能，滿足所需過渡金屬的各項(xiàng)重要條件。如專利CN107999101A中合成磷化鐵薄膜催化劑具有良好的析氫活性，但穩(wěn)定性不好。而專利CN201610817477.8中制備了磷化鐵與碳納米管復(fù)合材料，具有優(yōu)異的產(chǎn)氫性能和循環(huán)穩(wěn)定性，但其使用離子液體和碳納米管作為原料，成本高不易產(chǎn)業(yè)化。而貴金屬催化劑則成本較高。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、易于制取且穩(wěn)定高的雜原子摻雜多孔碳/磷化鐵復(fù)合材料。。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種雜原子摻雜多孔碳/磷化鐵復(fù)合材料。
包括下述摩爾份：
鐵源，以鐵原子計(jì)：3～20份
六氯環(huán)三磷腈：0.3～3份
苯胺：0.1～0.5份。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：
所述鐵源為鐵粉或鐵鹽。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：
其制備方法為：
步驟一：稱取鐵源、六氯環(huán)三磷腈和苯胺進(jìn)行混合，并將混合物加入高壓釜中，在200℃反應(yīng)5h；
反應(yīng)結(jié)束后，取出釜中的固體，進(jìn)行離心、洗滌、烘干得到初產(chǎn)物；
步驟二：將初產(chǎn)物在800℃～1000℃進(jìn)行煅燒，并保溫2小時(shí)，得到復(fù)合材料。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：
所述步驟一中，離心過程中離心轉(zhuǎn)速為用10000rpm，離心次數(shù)為3次。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：
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