[發明專利]一種Co6 在審
| 申請號： | 202210870282.5 | 申請日： | 2022-07-22 |
| 公開（公告）號： | CN115295811A | 公開（公告）日： | 2022-11-04 |
| 發明（設計）人： | 崔香枝;孟歌;施劍林 | 申請（專利權）人： | 中國科學院上海硅酸鹽研究所 |
| 主分類號： | H01M4/88 | 分類號： | H01M4/88;H01M4/92 |
| 代理公司： | 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261 | 代理人： | 曹芳玲;鄭優麗 |
| 地址： | 200050 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 co base sub | ||
本發明涉及一種Co6W6C?POMOF基雙金屬碳化物復合材料電催化劑的制備方法與應用。所述制備方法包括：將沸石咪唑酯骨架材料ZIFs前驅體與二甲基咪唑混合反應，得到限域模板ZIFs；取限域模板ZIFs粉末分散于醇溶液中，加入鎢源，得到混合溶液；將所述混合溶液進行溶劑熱反應，得到POMOF前驅體；將POMOF前驅體粉末進行熱處理，得到所述Co6W6C?POMOF基雙金屬碳化物復合材料電催化劑。
技術領域
本發明屬于無機納米材料技術領域，具體涉及一種Co6W6C-POMOF基雙金屬碳化物復合材料電催化劑的制備方法與應用。
背景技術
碳化鎢由于具有類Pt的電子結構，被認為是Pt基催化劑有利替代品，可廣泛用于水電解產氫半反應(HER)。Wirth等人于2012年有關IVB-VIB過渡金屬碳化物的酸性介質性能研究指出，碳化鎢具有最優的催化活性，甚至優于已應用于商業全礬氧化還原液流電池與電解水聯合制氫裝置中制氫端的商用MoxC，具有重要商業價值。
然而，碳化鎢基催化劑的研究與應用目前主要存在兩大難點：(1)傳統合成方法依賴高溫，碳化鎢的合成通常需要高于1000K，易造成晶體過度生長，導致材料活性中心納米化程度低和孔結構的坍塌，使得碳化鎢的微觀結構構筑較為困難；(2)碳化鎢電子結構d空密度大，電化學過程中W-H鍵鍵能過強，吸附在材料表面Hads難以脫附形成氫氣，抑制了碳化鎢的本征析氫活性。上述研究與應用瓶頸嚴重制約了碳化鎢催化劑在電解水制氫過程中活性位的暴露和反應物的吸脫附動力學過程。因此，開發新的制備方法，在提高碳化鎢本征析氫活性的同時穩定其納米結構(包括微觀形貌、孔結構等)具有重要意義。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的在于提供一種MOF空間限域策略來穩定和調控雙金屬碳化物Co6W6C電催化劑，用于高效電解水產氫。通過該種方式制備得到的催化劑在堿性條件和模擬海水溶液中均表現出極高的電催化制氫活性和穩定性，可以替代現階段使用較廣的鉑基催化劑。
具體來說，第一方面，本發明提供了一種Co6W6C-POMOF基雙金屬碳化物復合材料電催化劑的制備方法，包括：
將沸石咪唑酯骨架材料ZIFs前驅體與二甲基咪唑混合反應，得到限域模板ZIFs；取限域模板ZIFs粉末分散于醇溶液中，加入鎢源，得到混合溶液；將所述混合溶液進行溶劑熱反應，得到POMOF前驅體；將POMOF前驅體粉末進行熱處理，得到所述Co6W6C-POMOF基雙金屬碳化物復合材料電催化劑。
較佳地，所述ZIFs前驅體為六水合硝酸鈷Co(NO3)2·6H2O。
較佳地，所述ZIFs前驅體與二甲基咪唑的用量摩爾比為6-18：35-50。
較佳地，所述鎢源為六氯化鎢WCl6、鎢酸鈉Na2WO4·xH2O、磷鎢酸H3O40PW12·xH2O、鎢酸H2WO4和偏鎢酸銨(NH4)6H2W12O40中的至少一種，優選為磷鎢酸。
較佳地，所述混合溶液中限域模板ZIFs粉末與鎢源的用量比為50-200mg：0.05-0.3mmol。
較佳地，所述溶劑熱反應的條件為：110℃下反應3-8h。
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