[發明專利]一種多孔CoO/CoP納米管及其制備方法和應用有效
| 申請號: | 202010434540.6 | 申請日: | 2020-05-21 |
| 公開(公告)號: | CN111437846B | 公開(公告)日: | 2021-09-07 |
| 發明(設計)人: | 徐林;顧敏怡;賈清揚;朱彥博;唐亞文 | 申請(專利權)人: | 南京師范大學 |
| 主分類號: | B01J27/185 | 分類號: | B01J27/185;B01J35/10;C25B1/04;C25B1/50;C25B11/091 |
| 代理公司: | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 柏尚春 |
| 地址: | 210046 *** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 多孔 coo cop 納米 及其 制備 方法 應用 | ||
本發明公開了一種多孔CoO/CoP納米管及其制備方法和其作為析氫反應催化劑的應用,本發明以鈷鹽為金屬源,天冬氨酸為配位劑,通過溶劑熱反應預先制備鈷?天冬氨酸配合物,然后先將其煅燒氧化,再磷化處理,即得到所述多孔CoO/CoP納米管。本發明提供了一種新型的多孔CoO/CoP納米管的制備方法,通過簡便、可實現規模化生產的自犧牲模板法制備多孔CoO/CoP納米管,該方法工藝簡單易行、操作簡單、可實現大規模生產。
技術領域
本發明涉及一種多孔CoO/CoP納米管及其制備方法和其作為析氫反應催化劑的應用,屬于Co基納米管材料技術領域。
背景技術
能源危機和環境污染是目前人類所必須面對的兩大難題,開發新技術、新能源是解決這兩個問題的關鍵,也是科研領域的研究熱點,諸如太陽能、風能、生物質能等一系列新能源應運而生,其中氫能作為一種高效清潔的可再生能源,被認為是未來最具發展前景的新型能源載體。在眾多制氫的方法中,電解水制氫因其高效、綠色、環保、原料豐富等優點脫穎而出,電解所需要的電能可由太陽能、風能等供給,因此,電解水制氫也是一種重要的能源轉換與存儲的手段。雖然貴金屬鉑族金屬(PGMs)是最先進的電催化劑,但其稀缺性和高成本嚴重阻礙了其廣泛的商業應用。目前,非貴金屬催化劑的發展是當今重要的科學問題之一。包括雜原子摻雜納米碳、過渡金屬硫族化合物、碳化物、氮化物、氧化物、磷酸鹽等。其中過渡金屬磷化物(TMPs)是高活性、低成本的催化劑的典型代表,有望替代貴金屬用于電解水。但這些材料電導率低,本征活性低,性能差。需要進一步提高其催化性能的策略,包括雜化復合,電子調控,設計納米結構。開發高效、低成本的電催化劑是電解水的核心。
發明內容
發明目的:為解決上述技術問題,本發明的目的在于提供了多孔CoO/CoP納米管及其制備方法,以及該方法制得的電極材料在析氫反應方面的應用。本發明通過一種簡易通用的自犧牲模板法制備鈷-天冬氨酸配合物前驅體,經過先氧化后磷化生成多孔CoO/CoP納米管,表現出優異的HER性能和穩定性。
技術方案:為了達到上述發明目的,本發明所采用的技術方案如下:
一種多孔CoO/CoP納米管的制備方法,包括以鈷鹽為金屬源,天冬氨酸為配位劑,通過溶劑熱反應預先制備鈷-天冬氨酸配合物,然后先將其煅燒氧化,再磷化處理,即得到所述多孔CoO/CoP納米管。
作為優選:
所述鈷鹽選自Co(NO3)2和CoCl2中的一種或兩種。
所述溶劑熱反應,是將天冬氨酸、鈷鹽和氫氧化鈉加入水和乙二醇的混合溶液中,混勻后,在140~200℃下進行溶劑熱反應,反應時間4-10h。
進一步優選,所述水和乙二醇的混合溶液中,水和乙二醇的體積比為(0.1~99):1;所述天冬氨酸、鈷鹽和氫氧化鈉的摩爾比為(0.01~1):(0.01~1):(0.01~1)。
所述煅燒氧化,是將所述線狀鈷-天冬氨酸配合物在氧氣氣氛中,以程序升溫的方式加熱到300~400℃煅燒氧化,保持3-8h,進一步優選300℃煅燒氧化。
進一步優選,所述程序升溫的速率為0.5~10℃/min。
所述磷化處理,是將煅燒氧化后產品與次亞磷酸鈉在惰性氣氛中,以程序升溫的方式加熱至300~350℃,保持20-80min,進行磷化。
進一步優選,所述惰性氣氛包括Ar、Ar/H2、N2中的至少一種;所述程序升溫的速率為1~20℃/min。
本發明還提供了由所述方法制備的多孔CoO/CoP納米管。
以及所述的多孔CoO/CoP納米管作為析氫反應催化劑的應用。
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