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[發(fā)明專利]一種Co-B/Co-MOF納米材料及其制法與應(yīng)用有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202110638314.4 申請日: 2021-06-08
公開(公告)號: CN113463125B 公開(公告)日: 2022-10-14
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 田靜琦;張星秀 申請(專利權(quán))人: 揚(yáng)州大學(xué)
主分類號: C25B11/095 分類號: C25B11/095;C25B1/04;B82Y30/00;B82Y40/00;C08G83/00
代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204 代理人: 王艷
地址: 225009 *** 國省代碼: 江蘇;32
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 co mof 納米 材料 及其 制法 應(yīng)用
【說明書】:

發(fā)明公開了一種Co?B/Co?MOF納米材料及其制法與應(yīng)用,該Co?B/Co?MOF納米材料是包括將六水硝酸鈷、對苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于DMF、水和乙醇的混合溶液中作為前驅(qū)體溶液,通過溶劑熱法合成二維片狀的Co?MOF材料,再以硼氫化鈉為硼源,在室溫下將Co?MOF材料硼化后在其表面獲得了異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。該工藝過程簡便、原料廉價(jià),在Co?MOF材料表面硼化的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)提供了一種關(guān)于MOF的表面衍生處理方式,并形成了片上長片的結(jié)構(gòu),在電催化析氧中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。此二次生長的片有無定形結(jié)構(gòu)和晶相結(jié)構(gòu),通過晶相與非晶相的有效結(jié)合,調(diào)控了界面效應(yīng),實(shí)現(xiàn)高效電催化水氧化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Co-B/Co-MOF納米材料及其制法與應(yīng)用,屬于能源材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)框架(MOF)具有周期性結(jié)構(gòu)單元和易于接近的活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特征,被廣泛應(yīng)用于光電催化及傳感、能源利用與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中,表面衍生可以利用MOF的多孔結(jié)構(gòu)和更具活性的MOF衍生物,以及MOF與衍生物界面的優(yōu)化電子結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,這更有利于電催化動力學(xué)。已報(bào)道的在Ni-ZIF表面進(jìn)行硼化修飾(Adv Energy Mater,2019,10(3):1902714)和在Co-MOF表面進(jìn)行磷化處理(Angew,2019,131(14)),這主要受基本活性MOF和表面衍生方法的限制,活性位點(diǎn)有限。面向高效OER的MOF有效而溫和的表面衍生方法的設(shè)計(jì)和合成仍有巨大前景和挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的:本發(fā)明的第一目的是提供一種Co-B/Co-MOF納米材料。本發(fā)明第二目的是提供一種Co-B/Co-MOF納米材料的制備方法。本發(fā)明第三目的是提供該Co-B/Co-MOF納米材料在電催化析氧中的應(yīng)用。

技術(shù)方案:本發(fā)明所述一種Co-B/Co-MOF納米材料的制備方法,包括以下步驟:

(1)將六水硝酸鈷、對苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于DMF的乙醇水溶液中得到前驅(qū)體溶液,在前驅(qū)體溶液中插入用酸液處理的鈦網(wǎng),通過溶劑熱法合成二維片狀的Co-MOF材料;所述DMF的乙醇水溶液為DMF、乙醇和水的混合溶液。

(2)(2)將二維的Co-MOF浸泡在硼氫化鈉和氫氧化鉀的混合溶液中,在Co-MOF表面制備Co-B異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),得到Co-B/Co-MOF納米材料。

進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述六水硝酸鈷、對苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為31:9:50~100。

進(jìn)一步地,所述聚乙烯吡咯烷酮分子量為3000~36000。

進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述DMF的乙醇水溶液中DMF、水和乙醇的體積比為1~1.3:1:1。

進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述溶劑熱法的溫度為80~100℃,溶劑熱法的反應(yīng)時(shí)間為30~60h,。

進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述鈦網(wǎng)是采用酸液在100℃下處理20~70min。

進(jìn)一步的,在前驅(qū)體溶液中,鈦網(wǎng)處理的時(shí)間的不同,其目的是為了提高M(jìn)OF在鈦網(wǎng)上的負(fù)載量。

進(jìn)一步地,步驟(2)中,所述硼氫化鈉和氫氧化鉀的摩爾比為1~0.5:0.33。

進(jìn)一步地,步驟(2)中,所述浸泡的時(shí)間為30~60min。

本發(fā)明所述的制備方法得到的Co-B/Co-MOF納米材料。

本發(fā)明所述Co-B/Co-MOF納米材料在電催化析氧中的應(yīng)用。

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