一种磷化钴纳米线阵列材料及其应用.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CN111957327A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010744210.7C01B25/08(2006.01)(22)申请日2020.07.29B82Y40/00(2011.01)(71)申请人国网浙江省电力有限公司电力科学研究院地址310014浙江省杭州市下城区朝晖八区华电弄1号(72)发明人刘敏钱洲亥毛南平胡建根(74)专利代理机构浙江翔隆专利事务所(普通合伙)33206代理人张建青(51)Int.Cl.B01J27/185(2006.01)B01J37/08(2006.01)C25B1/04(2006.01)C25B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种磷化钴纳米线阵列材料及其应用(57)摘要本发明公开了一种磷化钴纳米线阵列材料及其应用。本发明的磷化钴纳米线阵列材料通过以下方法制备：1)将泡沫镍置于1‑5mol/L的盐酸中浸泡，去除表面杂质，将处理后的泡沫镍置于装有水热溶液的聚四氟乙烯内胆中，将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢高压反应釜中，反应完成后冷却至室温，取出后用去离子水和乙醇洗净、冷风吹干后即得到钴纳米线阵列覆盖的泡沫镍；2)将覆盖有钴纳米线阵列的泡沫镍放于瓷舟中置于管式炉的下游，将磷化剂NaH2PO2·H2O放于瓷舟中置于管式炉的上游，在Ar氛围下进行热处理，即得到磷化钴纳米线阵列材料。本发明以钴纳米线阵列作为基体，可有效提高活性组分的比表面积，而且具有良好的循环稳定性。CN111957327ACN111957327A权利要求书1/1页1.一种磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，通过以下方法制备：1)将泡沫镍置于1-5mol/L的盐酸中浸泡5-20min，去除表面杂质，将处理后的泡沫镍置于装有水热溶液的聚四氟乙烯内胆中，所述水热溶液的组成为：1-10mmol/LCo(NO3)2·6H2O、2-20mmol/LNH4F和5-50mmol/LCO(NH2)2，将聚四氟乙烯内胆放入反应釜中，控制水热温度100-180℃和水热时间2-10h，反应完成后冷却至室温，取出后用去离子水和乙醇洗净、冷风吹干后即得到钴纳米线阵列覆盖的泡沫镍；2)将覆盖有钴纳米线阵列的泡沫镍放于瓷舟中置于管式炉的下游，将磷化剂NaH2PO2·H2O放于瓷舟中置于管式炉的上游，在Ar氛围下进行热处理，升温速度为1-5℃/min，退火温度为200-500℃，保温时间为0.5-3h；退火完成后，即得到磷化钴纳米线阵列材料。2.如权利要求1所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，步骤1)中，盐酸浓度为2-4mol/L，浸泡时间为10-20min。3.如权利要求1或2所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，步骤1)中，水热溶液的组成为：1-5mmol/LCo(NO3)2·6H2O、5-10mmol/LNH4F和10-30mmol/LCO(NH2)2。4.如权利要求1或2所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，步骤1)中，水热温度为120-160℃，水热时间为3-8h。5.如权利要求1或2所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，步骤2)中，磷化剂NaH2PO2·H2O的用量为0.5-5g/L。6.如权利要求1或2所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，步骤2)中，磷化剂NaH2PO2·H2O的用量为1-3g/L。7.如权利要求6所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，磷化剂NaH2PO2·H2O的用量为1g/L。8.如权利要求1或2所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，步骤2)中，热处理的升温速度为2-4℃/min，退火温度为300-400℃，退火时间为1-2h。9.如权利要求8所述的磷化钴纳米线阵列材料，其特征在于，升温速度为2℃/min，退火温度为300℃，退火时间为2h。10.权利要求1-9任一项所述磷化钴纳米线阵列材料作为电催化析氢电极的应用。2CN111957327A说明书1/4页一种磷化钴纳米线阵列材料及其应用技术领域[0001]本发明属于材料领域，涉及一种磷化钴纳米线阵列材料及其作为电催化析氢电极的应用。背景技术[0002]氢气由于具有高能量密度，温室气体零排放和可再生性等性质，被认为是替代传统化石燃料的理想能源载体。如今，氢气主要通过化石燃料或煤的蒸汽重整产生，但这涉及大量的碳排放和较高的能耗。通过使用太阳能，风能等清洁可再生能源产生电能，再通过电解水生产高纯度氢被认为是更环保的产氢方式。贵金属Pt是公认的最佳析氢(HER)电极材料。但这种材料由于储量稀少、价格昂贵，限制了其大规模的商业化应用。因此，开发低成本、高效和稳定的HER电催化剂具有至关重要的意义。[0003]过渡金属磷化物已被证明在酸性溶液中是高