[發明專利]一種片狀Co2

有效

• 申請號: 201811266568.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109295476B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 杜記民;錢永騰;韓玉民;王衛民;李凱迪
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: C25B11/06
• 分類號: C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 鄭州博派知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41137
• 代理人: 方燕玉

本發明公開了一種片狀Co₂P?碳布復合材料的合成方法，包括以下步驟：一、水熱法合成Co(OH)(CO₃)_0.5·xH₂O/CC化合物；二、磷化過程。本發明通過簡易的方法使片狀Co₂P成功生長在碳布上（Co₂P?CC），其在所有PH值下對析氫反應均有較高的電催化活性，電化學測量結果表明，片狀Co₂P?CC表現出優異的析氫活性，其在電流密度為10 mA cm^?2時電位為103 mV，塔菲爾斜率為80 mV decade^?1。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體涉及一種片狀Co₂P-碳布復合材料的合成方法及其應用。

背景技術

近年來，由于其環保，清潔及成本低廉，電解水制氫技術受到了極大的關注。目前，科研工作者已經開展了大量工作來開發基于過渡金屬磷化物的高效電催化劑，如Ni₂P，Co₂P和Rh₂P等。在眾多過渡金屬磷化物電催化劑中，Co₂P由于其優異的催化活性和良好的導電性，被認為是一種有前途的電解水制氫材料。然而，Co₂P電催化劑的合成仍然存在許多挑戰，包括低電化學穩定性，低交換電流和高過電勢等等。

碳布（CC）作為一種優良導電基底，由于其三維網絡結構，良好的化學穩定性和價格低廉而備受關注。其三維網絡結構不僅可以為物質提供更多的生長位點，而且可以在析氫反應過程中提供更多的電荷轉移途徑。因此，在碳布上生長Co₂P是增強電催化析氫反應活性的有效策略。

發明內容

針對現有Co₂P電催化劑的合成方法的不足，本發明提供一種制備簡單、電催化活性高、穩定性好的片狀Co₂P-碳布復合材料的合成方法，并將其應用于電催化析氫反應。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種片狀Co₂P-碳布復合材料的合成方法，包括以下步驟：

一、水熱法合成Co(OH)(CO₃)_0.5·xH₂O/CC化合物：將CoCl₂和尿素溶解在去離子水中，然后將上述溶液轉移到聚四氟乙烯高壓釜中，添加CoCl₂和尿素，將一片處理過后的碳布放入上述溶液中，將高壓釜密封并在120℃下保持12小時；待高壓釜自然冷卻后，將產物在去離子水和乙醇中洗滌，然后在60℃下真空干燥24小時，得中間產物Co(OH)(CO₃)_0.5·xH₂O/CC；

二、磷化過程：在管式爐中進行，將NaH₂PO₂和中間產物分別置于兩個瓷舟中，將盛有NaH₂PO₂的瓷舟放置在Co(OH)(CO₃)_0.5·xH₂O/CC瓷舟的前側，管式爐在N₂氛圍下以2℃min^-1的加熱速率加熱至450℃并保持3小時，得到片狀Co₂P-碳布復合材料。

進一步地，步驟一中所述碳布的處理方法為在甲醇，乙醇和去離子水中分別超聲處理清潔30分鐘。

進一步地，步驟二中NaH₂PO₂和中間產物按照P和Co的摩爾比為5:1配比。

所述片狀Co₂P-碳布復合材料在電催化析氫反應中的應用。