一种氮化钨包覆氮化钒粉体及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113135553A(43)申请公布日2021.07.20(21)申请号202110433834.1(22)申请日2021.04.22(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央大学园区(72)发明人黄剑锋李帅楠冯亮亮曹丽云何丹阳冯李肖婷张晓(74)专利代理机构西安众和至成知识产权代理事务所(普通合伙)61249代理人张震国(51)Int.Cl.C01B21/06(2006.01)C25B1/04(2021.01)C25B11/091(2021.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种氮化钨包覆氮化钒粉体及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法，包括步骤一：按照质量比为(60～80)：(10～20)：(24～40)称取二甲基咪唑、氯化钒和二水合钨酸钠；步骤二：将上述粉料干混并研磨，装入瓷舟中，将瓷舟置于管式炉中，并在管两端各放两个炉塞；步骤三：排尽管式炉内空气，在惰性气氛下，以5～10℃/min升温加热，在300～400℃保温120～180min，继续升温在600～800℃保温120～180min；步骤四：保温结束后，冷却到室温，研磨黑色样品，得到目标产物VN@WN；本发明提供了一种成本低廉、含量丰富以及性能优异的电催化剂，为非贵金属电催化剂的开拓提供了新的思路，该方法操作简单，安全高效，产物结晶性好，纯度高，作为电解水产氢电极材料时电化学性能好。CN113135553ACN113135553A权利要求书1/1页1.一种氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按照质量比为(60～80)：(10～20)：(24～40)称取二甲基咪唑、氯化钒和二水合钨酸钠；步骤二：将上述粉料干混并研磨，装入瓷舟中，将瓷舟置于管式炉中，并在管两端各放两个炉塞；步骤三：排尽管式炉内空气，在惰性气氛下，以5～10℃/min升温加热，在300～400℃保温120～180min，继续升温在600～800℃保温120～180min；步骤四：保温结束后，冷却到室温，研磨黑色样品，得到目标产物VN@WN。2.如权利要求1所述的氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中原料混合后在玛瑙研钵中研磨30min。3.如权利要求1所述的氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中管式炉两端的两个炉塞间隔5cm放置。4.如权利要求1所述的氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中排尽管式炉内空气的方法为向管内通入惰性气体，继而进行4～6次抽气补气以排尽管内空气，最后一次补气后不再抽气。5.如权利要求1所述的氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氩气，气流速率为20～40sccm。6.一种如权利要求1‑5所述的氮化钨包覆氮化钒粉体的制备方法制备的氮化钨包覆氮化钒粉体。7.一种如权利要求6所述的氮化钨包覆氮化钒粉体的应用。2CN113135553A说明书1/3页一种氮化钨包覆氮化钒粉体及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种氮化钨包覆氮化钒粉体及其制备方法和应用。背景技术[0002]氢能因为其高能量密度和环境友好性而被认为是一种很有前途的替代传统化石燃料的绿色能源。在各种制氢技术中，电催化分解水是一种有效且有潜力的制氢技术，因为它对环境的低污染且受外部环境影响因素小。但最关键的是，这种绿色可持续发展的技术在很大程度上受到实际大规模应用中巨大能耗的限制，因为在电催化水裂解过程中主要取决于两个半反应，即产氢反应(HER)和产氧反应(OER)。这两个半反应都必须克服一定的反应势垒，并受到缓慢反应动力学的限制[XingW,MiaoX,MengF,etal.CrystalstructureofanddisplacivephasetransitionintungstennitrideWN[J].JournalofAlloysandCompounds,2017,722:517‑524.]。那么开发高效稳定的电催化剂来弥补这些不足是非常需要的。贵金属铂基和钌/铱基催化剂对产氢和产氧的催化活性普遍优于其它催化剂，但其成本高、元素丰度低、稳定性差、功能单一等限制了其商业化和大规模应用，为了使电解水制取氢气得到大规模实际应用，通过设计经济高效、性能稳定的电催化剂迫在眉睫。[0003]氮化物具有与Pt相似的d电子构型，是一种很有前途的电催化剂[YangH,NingP,CaoH,etal.SelectivelyAnchoredVanadateHostforSelf