[發明專利]一種多金屬非氧化物電催化劑及其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202110298111.5
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113151854A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 周元臻;武云;黨媛;韓萍;孫小琴
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C25B11/031
• 分類號: C25B11/031;C25B11/04;C25B1/04;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，將鉬酸鹽水溶液加入到Co-Fe層狀雙氫氧化物的醇分散液中，得到第一混合液，將第一混合液加熱，離心，洗滌，干燥，得到Co-Fe-Mo層狀雙氫氧化物；

S2，將Co-Fe-Mo層狀雙氫氧化物和磷酸鹽固體分別放置在一瓷舟中，將瓷舟放入管式爐中，在保護氣氛下，退火，冷卻得到Co-Fe-Mo磷化物；

S3，將Co-Fe-Mo層狀雙氫氧化物和硒鹽溶液混合反應離心得黑色沉淀，洗滌，干燥，得到Co-Fe-Mo硒化物。

2.根據權利要求1所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述Co-Fe層狀雙氫氧化物的醇分散液和鉬酸鹽水溶液的體積比為(4～5):1；所述鉬酸鹽為Na₂MoO₄·2H₂O或CaMoO₄·4H₂O，所述鉬酸鹽水溶液中鉬酸鹽和去離子水的固液比為1：(80～100)。

3.根據權利要求1所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述第一混合液在80℃～85℃條件下，反應15min～20min，離心得到的沉淀用水洗滌，所述干燥采用真空干燥，干燥溫度為65℃～70℃，干燥時間為10h～12h。

4.根據權利要求1所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述Co-Fe-Mo層狀雙氫氧化物和磷酸鹽的質量比為1:(10～20)。

5.根據權利要求1所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S2中，裝有磷酸鹽固體的瓷舟放置在管式爐上游側，裝有Co-Fe-Mo層狀雙氫氧化物的瓷舟放置在管式爐下游側；所述退火溫度為300℃～320℃，退火時間為1.5h～2h。

6.根據權利要求1所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述硒鹽溶液由體積比為(3-3.5)：(1-1.2)的SeO₂醇溶液與N₂H₄·H₂O混合制得，所述硒鹽溶液和Co-Fe-Mo層狀雙氫氧化物混合，連續磁攪拌下將混合物轉入填充度為60％～80％的反應釜中，在140℃～160℃反應10h～12h；所述干燥采用真空干燥，干燥溫度為60℃～75℃，干燥時間為18h～24h。

7.根據權利要求1所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述Co-Fe層狀雙氫氧化物由亞鐵鹽水溶液和ZIF-67醇分散液混合，攪拌，離心，洗滌，干燥后制得；所述ZIF-67由摩爾比為1:(5～10)的Co(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑混合反應得到。

8.根據權利要求7所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法，其特征在于，所述亞鐵鹽為FeCl₂·4H₂O或FeSO₄·6H₂O，所述亞鐵鹽水溶液中亞鐵鹽和去離子水的固液比為1：(25～30)，所述ZIF-67醇分散液中ZIF-67與醇溶液的固液比為1:(450～550)；所述洗滌采用乙醇，所述干燥在真空條件下，65℃～70℃干燥10h～12h。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的一種多金屬非氧化物電催化劑的制備方法制得的多金屬非氧化物電催化劑，其特征在于，在電流密度為10mA/cm²時，所述多金屬非氧化物電催化劑的過電位為273mV～298mV，Tafel斜率為24mV·dec^-1～29mV·dec^-1。

10.根據權利要求9所述的一種多金屬非氧化物電催化劑在電催化析氧反應中應用。