[發明專利]一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010713008.8
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111841582A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王春棟;黎建剛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01J27/057
• 分類號: B01J27/057;B01J35/10;B01J37/30;B01J37/03;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 齊寶玲

1.一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備菱形十二面體鈷基金屬-有機框架結構：將鈷鹽和2-甲基咪唑分別用溶劑溶解后反應、過濾并干燥，得到紫藍色固體粉末，即為ZIF-67；

(2)制備空心結構的含鈷鎳層狀雙氫氧化物：將所述ZIF-67分散于無水乙醇中，隨后加入鎳鹽反應后，過濾、干燥得到淺綠色固體粉末，即為CoNi-LDH；

(3)制備空心結構的鈷鎳雙金屬硒化物：將所述CoNi-LDH與硒粉混合均勻后，充入保護氣體程序升溫反應，得到黑色固體粉末，即為(Co,Ni)Se₂；

(4)制備空心含鈷鎳基硒化物的異質結界面復合結構：將所述(Co,Ni)Se₂分散在N-甲基吡咯烷酮和水的混合液中，加入尿素、鐵鹽與鎳鹽，隨后油浴加熱、冷凝回流反應，過濾、干燥得到所述具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料，即為(Co,Ni)Se₂@NiFe LDH。

2.根據權利要求1所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的鈷鹽為硫酸鹽、氯化鹽或硝酸鹽，溶劑至少為甲醇、乙醇中的一種。

3.根據權利要求2所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的反應溫度為15℃～50℃，且鈷鹽與2-甲基咪唑的摩爾比為1:(0.1～10)。

4.根據權利要求1所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的鎳鹽為硫酸鹽、氯化鹽或硝酸鹽，及所述ZIF-67與所述鎳鹽的質量比為1:(2～5)。

5.根據權利要求4所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的反應溫度為15℃～80℃，反應時間為0.5～5h。

6.根據權利要求1所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中CoNi-LDH與硒粉的質量比為1:(5～10)；且所述程序升溫反應的具體操作如下：從室溫升溫至350℃～450℃，維持2h后降溫；其中升溫速率為2～5℃/min。

7.根據權利要求1所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)的混合液中N-甲基吡咯烷酮和水的體積比為1:(1～5)，所述尿素、鐵鹽與鎳鹽的質量比為10：(0.01～1)：(0.01～1)。

8.根據權利要求7所述的一種具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的反應溫度為60℃～100℃，反應時間為0.5～6h。

9.一種如權利要求1～8任一所述方法制備的具有類十二面體中空結構的鈷鎳基硒化物材料，其特征在于，所述鈷鎳基硒化物材料具有三維空心規則立體結構。

10.一種如權利要求1～8任一所述方法制備的鈷鎳基硒化物材料或如權利要求9所述的鈷鎳基硒化物材料在電催化水分解陽極端中的應用。