[發明專利]一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110793354.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113502499A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 趙忠奎;劉孟招
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C25B11/054
• 分類號: C25B11/054;C25B11/091;C25B1/04;H01M4/90
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;劉秋彤

1.一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，制備包括如下步驟：步驟1，將金屬鹽加入到溶劑中得到混合液A；步驟2，將粉碎的磷粉末作為磷化劑加入到上述步驟1所得的混合液A中，得到混合液B；步驟3，將助劑加入到混合液B中，得到混合液C；步驟4，將混合液C轉入反應釜中，加入導電基質，合釜，加熱，進行磷化反應，直接生長磷化物納微結構，隨后，依次經過水和乙醇洗滌，再經烘干，得到一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料。

2.根據權利要求1所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，金屬鹽、磷化劑、助劑、導電基質的物質的量之比為1:1～100:1～200:1～50。

3.根據權利要求1所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽的金屬選自鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錳、鉬、鉻、鎘、鎢、釩、鈦、鋯、錫、鉛、鎵、銦、銀、鋁、鑭、鈰、釔、釹、鉺中一種或兩種以上組合；所述的金屬的加入方式是分批加入或一批加入；所述的溶劑選自水、甲酰胺、二甲基亞砜、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丁醇、二氧六環、乙二醇、甘油、丙二醇、丁二醇、四氫呋喃、甲酸甲酯、甲乙酮、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、二硫化碳中一種或兩種以上組合。

4.根據權利要求1所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，所述的磷選自黃磷、白磷、紅磷、黑磷中的一種或兩種以上組合。

5.根據權利要求1所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，所述的助劑選自甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、異丙胺、二異丙胺、三異丙胺、三丁胺、三辛胺、N-異丙基羥胺、苯基羥胺、乙二胺、丙二胺、羥乙基胺、二羥乙基胺、三羥乙基胺、烏洛托品、氨基氰、雙氰胺、三聚氰胺、N,N-二甲基甲酰胺、氨水、水合肼、尿素、硫脲、硒脲、硫代乙酰胺、吡咯、1-氨基吡咯、2-氨基吡咯、咪唑、2-氨基咪唑、4-氨基咪唑、3-氨丙基咪唑、三氮唑、3-氨基三氮唑、3,5-二氨基三氮唑、四氮唑、5-氨基四氮唑、吡啶、吡嗪、四氫吡啶、六氫吡啶、四氫吡嗪、六氫吡嗪中的一種或兩種以上組合。

6.根據權利要求1所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，所述的導電基質選自泡沫鈦、泡沫鋁、泡沫鎳、泡沫鐵、泡沫銅、泡沫鈷、泡沫銀、泡沫鎳銅、泡沫鎳鈷、泡沫銅鈷、泡沫鎳鉻、碳布、銅箔、鉬箔、泡沫鎳石墨烯、泡沫鎳基合金、泡沫鈷基合金、泡沫鐵基合金、泡沫銅基合金中的一種。

7.根據權利要求1、2、3、4或5所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，所述的磷化反應，溫度為20-250℃，時間為1-144小時。

8.根據權利要求1、2、3、4或5所述的一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的制備方法，其特征在于，所述的烘干過程，溫度為20-150℃，時間為1-12h。

9.一類自支撐金屬磷化物納微結構電極材料，其特征在于，所述的自支撐金屬磷化物納微結構電極材料是由權利要求1-8任一所述的方法制得的。

10.一種權利要求1-9任一所述方法制備的自支撐金屬磷化物納微結構電極材料的應用，其特征在于，用于電催化分解水制取氫氣和氧氣的電極材料；用于電催化分解氯化鈉模擬海水制取氫氣和氧氣的電極材料；用于電催化分解海水制取氫氣和氧氣的電極材料；用于電催化分解淡化海水制取氫氣和氧氣的電極材料；用于電催化分解純化海水制取氫氣和氧氣的電極材料；或者用于燃料電池氧還原反應的電極材料，應用場景可以是酸性、堿性或者中性條件。