[發(fā)明專利]一種Fe1

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010958907.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN112007671B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊秀林;余洪波;胡艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/185
• 分類號(hào): B01J27/185;B01J37/10;B01J37/28;C25B11/065;C25B11/091;C25B11/052;C25B1/04
• 代理公司: 桂林文必達(dá)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 白洪

本發(fā)明涉及電催化全水分解領(lǐng)域，具體為一種Fe₁Co₆?P@CC電催化劑及其制備方法，包含F(xiàn)eP、CoP和碳布的復(fù)合材料，所述復(fù)合材料為混合的FeP和CoP呈納米線狀均勻排列覆蓋在所述碳布上，所述復(fù)合材料包括水熱反應(yīng)制取鐵鈷復(fù)合材料前驅(qū)體和對(duì)所述鐵鈷復(fù)合材料前驅(qū)體進(jìn)行磷化反應(yīng)生成。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單易操作，通過將碳布浸泡在鐵鈷混合液中進(jìn)行水熱反應(yīng)處理后再用次亞磷酸鈉進(jìn)行高溫磷化得到Fe₁Co₆?P@CC復(fù)合材料，具有優(yōu)異的電催化水分解性能，在一定電流密度下使用壽命長，展現(xiàn)出了在工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)氧氣和氫氣的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電催化全水分解領(lǐng)域，具體為一種Fe₁Co₆-P@CC電催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著人類生活和社會(huì)文明的改善，能源供應(yīng)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量方面需求在不斷增加。當(dāng)前，如何解決與能源和環(huán)境有關(guān)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)及時(shí)的挑戰(zhàn)和問題已成為整個(gè)人類社會(huì)面臨的重要問題。清潔和可再生能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括燃料電池，金屬空氣電池和電化學(xué)水分解裝置等，在這些系統(tǒng)中，電化學(xué)水分解裝置是最清潔生產(chǎn)H₂和O₂的前瞻性方法。但是，為了實(shí)現(xiàn)高效水電解和為了大規(guī)模地應(yīng)用氫能，迫切需要用于氫氣和氧氣釋放的有效催化劑。到目前為止，IrO₂ / RuO₂被認(rèn)為是用于氧釋放反應(yīng)（OER）的最先進(jìn)的電催化劑，但是由于其稀缺和高昂的成本，其推廣，應(yīng)用和市場(chǎng)吸引力受到極大限制。鉑基催化劑是公認(rèn)的最好析氫催化劑，比如常用的鉑碳混合物Pt/C（以下簡(jiǎn)稱Pt/C），但同樣存在稀缺和價(jià)格昂貴的問題。以上不足表明這些貴金屬不利于電解水產(chǎn)氫產(chǎn)氧的推廣應(yīng)用，所以，近年來，研究一些價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境無污染的非貴金屬來替代貴金屬材料成為了研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Fe₁Co₆-P@CC電催化劑及其制備方法，解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種Fe₁Co₆-P@CC電催化劑及其制備方法，包含F(xiàn)eP、CoP和碳布的復(fù)合材料，所述復(fù)合材料為混合的FeP和CoP呈納米線狀均勻排列覆蓋在所述碳布上，所述復(fù)合材料包括水熱反應(yīng)制取鐵鈷復(fù)合材料前驅(qū)體和對(duì)所述鐵鈷復(fù)合材料前驅(qū)體進(jìn)行磷化反應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述鐵鈷復(fù)合材料前驅(qū)體的制取包括將碳布浸泡在含有硝酸鐵、硝酸鈷、氟化銨、尿素、水和乙醇溶解形成的混合溶劑中，其中金屬鹽的總量為4.9 mmol，鐵與鈷的摩爾比為1:4~8。

進(jìn)一步的，所述磷化反應(yīng)包括稱取一定量的NaH₂PO₂作為磷源，將其放在管式爐上游的瓷舟中，將所述鐵鈷復(fù)合材料前驅(qū)體放在下游的另一瓷舟中，在氮?dú)鈿夥者M(jìn)行磷化反應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述磷化反應(yīng)控制5 ℃/min的升溫速率將溫度升到350 ℃，在350 ℃下磷化2小時(shí)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單易操作，通過將碳布浸泡在鐵鈷混合液中進(jìn)行水熱反應(yīng)處理后再用次亞磷酸鈉進(jìn)行高溫磷化得到Fe₁Co₆-P@CC復(fù)合材料，具有優(yōu)異的電催化水分解性能，在一定電流密度下使用壽命長，展現(xiàn)出了在工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)氧氣和氫氣的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的X-射線粉末衍射圖；

圖2為實(shí)施例1所對(duì)應(yīng)的（a）掃描電子顯微鏡圖片、（b）透射電鏡圖、（c）高分辨圖、（d）電子衍射圖、（e）元素分布圖片；

圖3為實(shí)施例1、2、3的X-射線光電子能譜圖；