[發明專利]一種Co-B/Co-MOF納米材料及其制法與應用有效
| 申請號: | 202110638314.4 | 申請日: | 2021-06-08 |
| 公開(公告)號: | CN113463125B | 公開(公告)日: | 2022-10-14 |
| 發明(設計)人: | 田靜琦;張星秀 | 申請(專利權)人: | 揚州大學 |
| 主分類號: | C25B11/095 | 分類號: | C25B11/095;C25B1/04;B82Y30/00;B82Y40/00;C08G83/00 |
| 代理公司: | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 王艷 |
| 地址: | 225009 *** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 co mof 納米 材料 及其 制法 應用 | ||
本發明公開了一種Co?B/Co?MOF納米材料及其制法與應用,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結結構。該工藝過程簡便、原料廉價,在Co?MOF材料表面硼化的異質結結構提供了一種關于MOF的表面衍生處理方式,并形成了片上長片的結構,在電催化析氧中表現出優異的性能。此二次生長的片有無定形結構和晶相結構,通過晶相與非晶相的有效結合,調控了界面效應,實現高效電催化水氧化。
技術領域
本發明涉及一種Co-B/Co-MOF納米材料及其制法與應用,屬于能源材料領域。
背景技術
金屬有機框架(MOF)具有周期性結構單元和易于接近的活性位點的結構特征,被廣泛應用于光電催化及傳感、能源利用與轉換領域中,表面衍生可以利用MOF的多孔結構和更具活性的MOF衍生物,以及MOF與衍生物界面的優化電子結構的優勢,這更有利于電催化動力學。已報道的在Ni-ZIF表面進行硼化修飾(Adv Energy Mater,2019,10(3):1902714)和在Co-MOF表面進行磷化處理(Angew,2019,131(14)),這主要受基本活性MOF和表面衍生方法的限制,活性位點有限。面向高效OER的MOF有效而溫和的表面衍生方法的設計和合成仍有巨大前景和挑戰。
發明內容
發明目的:本發明的第一目的是提供一種Co-B/Co-MOF納米材料。本發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用。
技術方案:本發明所述一種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體溶液,在前驅體溶液中插入用酸液處理的鈦網,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異質結結構,得到Co-B/Co-MOF納米材料。
進一步地,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量比為31:9:50~100。
進一步地,所述聚乙烯吡咯烷酮分子量為3000~36000。
進一步地,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℃,溶劑熱法的反應時間為30~60h,。
進一步地,步驟(1)中,所述鈦網是采用酸液在100℃下處理20~70min。
進一步的,在前驅體溶液中,鈦網處理的時間的不同,其目的是為了提高MOF在鈦網上的負載量。
進一步地,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。
進一步地,步驟(2)中,所述浸泡的時間為30~60min。
本發明所述的制備方法得到的Co-B/Co-MOF納米材料。
本發明所述Co-B/Co-MOF納米材料在電催化析氧中的應用。
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