[發明專利]NiCoP/CoP/CoSe@NC催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 202010431793.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111604078B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 雷永鵬;劉毅;熊翔
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/02;B01J35/06;C25B1/04;C25B11/061;C25B11/091
• 代理公司: 長沙大勝專利代理事務所(普通合伙) 43248
• 代理人: 陸僖

1.一種NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑，其特征在于：所述催化劑由負載在泡沫鎳上的氮摻雜納米纖維組成；所述氮摻雜納米纖維由芯部和殼層組成，芯部包括NiCoP與CoP交界形成的異質結構以及CoSe與CoP交界形成的異質結構，殼層為包覆在所述異質結構外層的無定形氮摻雜碳。

2.根據權利要求1所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑，其特征在于：所述氮摻雜納米纖維的負載量為1～100mg·cm^-2泡沫鎳；所述氮摻雜量為氮摻雜納米纖維質量的1～15%；所述碳包覆量為氮摻雜納米纖維質量的10～35%；所述NiCoP、CoP和CoSe的質量比為1:0.1～4.0:0.1～3.0；所述氮摻雜納米纖維的平均直徑為50～300nm，平均長度為5～20μm；所述殼層的平均厚度為5～100nm。

3.根據權利要求1或2所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將鈷源、尿素和形貌劑加入水中，攪拌溶解，然后放入預處理后的泡沫鎳片，密封后進行水熱反應，然后超聲清洗產物，真空干燥，得負載鎳鈷氫氧化物前驅體Ni|Co|OH的泡沫鎳片；

（2）將硒源、磷源和步驟（1）所得負載鎳鈷氫氧化物前驅體Ni|Co|OH的泡沫鎳片分別置于同一石英舟的上風口、中間和下風口，蓋上封蓋后，在保護性氣氛下，進行升溫反應，隨爐冷卻至室溫，洗滌，真空干燥，得NiCoP/CoP/CoSe@NC催化劑。

4.根據權利要求3所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述鈷源、尿素和形貌劑的摩爾比為1:0.2～5.0:0.2～5.0；所述鈷源與水的摩爾體積比為0.02～0.20:1；所述攪拌溶解的時間為0.1～10h；所述泡沫鎳片與鈷元素的質量比為1:2～20；所述鈷源為鈷的硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽及其水合物，或鈷的鹵化物中的一種或幾種；所述形貌劑為氟化銨和/或聚乙烯吡咯烷酮。

5.根據權利要求3或4所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述泡沫鎳片的厚度為0.2～2.0mm；所述泡沫鎳片在使用前進行預處理：將泡沫鎳片剪裁成1×1～5×1 cm²，然后置于酸溶液中超聲處理，再進行超聲清洗，真空干燥，即成；所述酸溶液為硝酸或鹽酸；所述超聲處理的頻率為20～40kHz，時間為3～20min；所述超聲清洗的方式為：在超聲條件下，用水和乙醇先后交叉超聲清洗2～10次；所述超聲清洗的頻率為20～40kHz；所述真空干燥的溫度為25～60℃，真空度為-0.1～0.01MPa，時間為1～10h。

6.根據權利要求3或4所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述水熱反應的溫度為100～150℃，時間為3～10h；所述超聲清洗的方式為：在超聲條件下，用水和乙醇先后交叉超聲清洗2～10次；所述超聲清洗的頻率為20～40kHz；所述真空干燥的溫度為25～60℃，真空度為-0.1～0.01MPa，時間為1～10h。

7.根據權利要求5所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述水熱反應的溫度為100～150℃，時間為3～10h；所述超聲清洗的方式為：在超聲條件下，用水和乙醇先后交叉超聲清洗2～10次；所述超聲清洗的頻率為20～40kHz；所述真空干燥的溫度為25～60℃，真空度為-0.1～0.01MPa，時間為1～10h。

8.根據權利要求3或4所述NiCoP/CoP/CoSe@NC析氫電催化劑的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述硒源、磷源與鎳鈷氫氧化物前驅體Ni|Co|OH的質量比為0.1～100:0.1～100:1；所述升溫反應的方式為：先以2～10℃/min的速率升溫至250～350℃，保溫10～180min，再以2～10℃/min的速率升溫至400～550℃，保溫10～180min。