[發明專利]一種組成可控的鎳基磷化物的制備方法

有效

• 申請號: 201910042250.4
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109647459B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 付先亮;王紫群;劉理華;孟蘇剛
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;B01J23/755;C01B3/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發明公開了一種組成可控的鎳基磷化物的制備方法，其是以Ni(H₂PO₂)₂·6H₂O為原料通過一步溶劑熱法制備獲得，且通過控制溶劑熱溶液的組成，可選擇性的合成Ni單質、Ni₁₂P₅/Ni₂P、Ni₂P/Ni、Ni₁₂P₅和Ni₂P，其中Ni₂P在可見光下負載于g?C₃N₄上時表現出高效的光催化產氫活性。本發明采用一步溶劑熱法對這些樣品進行選擇合成，制備工藝簡單、原料廉價易得，克服了傳統合成條件的苛刻、反應物的昂貴和具有毒性等缺點，具有推廣應用前景。

技術領域

本發明屬于微納米材料制備技術領域，具體涉及一種微米級鎳基磷化物材料的制備方法。

背景技術

化石燃料的發現與應用在極大程度上促進了人類科學以及社會文明的發展與進步，但是其在為人類帶來便利的同時隨之而來的也產生了一系列的環境污染等不良后果。為了可持續發展的實現，人類必須積極尋找可再生的綠色能源。此時，氫能作為一種新型的綠色能源被科學家推上臺面，同時也被視為最具潛力的新型能源。但是在光解水產氫當中，傳統貴金屬助催化劑的高昂價格和稀缺性嚴重阻礙了其在實際生產當中的應用，因此急需開發廉價穩定且具有較高活性的助催化劑。

過渡金屬材料因其可調的結構組成、較高的活性和廉價的價格受到了廣泛的關注，在能源轉化和儲存領域的應用也越來越廣泛。上世紀90年代中期以來，發現部分過渡金屬磷化物MoP、WP、CoP和Ni₂P等都具有良好的加氫脫硫和加氫脫氮活性和穩定性，有望取代雙金屬硫化物成為新一代加氫精制催化劑(Journal of Catalysis,2003,216:343)。在這些金屬磷化物當中，又以Ni基磷化物的綜合性能最佳(Journal of Catalysis,2008,258:393)，如Ni₂P在催化加氫(Nano Taday,2012,7:21)、肼分解(Applied Catalysis A,2010,385:232)、對硝基苯還原(CN103566956A)以及加氫脫氧(Journal of Catalysis,2012,290:1)等反應中都顯示出優良的催化性能。

已報道的鎳基磷化物的制備方法有高溫煅燒法、水熱法和溶劑熱法。如：1)、中國專利CN101376108A公開的磷化鎳催化劑的合成方法，是將磷和鎳的化合物制備成溶液并80℃-120℃干燥后，再400-600℃焙燒2-4小時。該方法反應溫度較高、過程復雜條件苛刻。2)文獻(Journal of Solid State Chemistry 149,88 91(2000))公開的磷化鎳的合成方法，是以黃磷為P源，140℃下水熱反應12h。該方法中黃磷具有毒性，生產過程當中易產生危險。3)文獻(Journal of Catalysis 263(2009)1–3)公開的磷化鎳的合成方法，是將9.70gNiCl₂·6H₂O和6.43g NaH₂PO₂溶解在40mL去離子水當中，80℃蒸發脫水干燥8h，再置于流動氬氣氛圍中300℃煅燒0.5h。該方法反應溫度較高，制備過程復雜。4)文獻(J.Cryst.Growth,2003,252:297-301)公開的磷化鎳的合成方法，是將NiCl₂·6H₂O、紅磷、表面活性劑聚丙烯酰胺混合后放入高壓釜中，用乙二胺作為溶劑，180℃反應20個小時。文獻(Ceramics International 36(2010)1155–1158)公開的磷化鎳的合成方法，是將0.21mol NiCl₂·6H₂O和0.021mol紅磷放入高壓釜中，用蒸餾水作為溶劑，200℃反應24個小時。但是上述兩種方法中紅磷過量十倍，過量的紅磷會殘留在產品中，影響產品純度。