一种多孔立方状双金属磷化物催化剂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CN109985648A(43)申请公布日2019.07.09(21)申请号201910297623.2C25B1/04(2006.01)(22)申请日2019.04.15C25B11/06(2006.01)(71)申请人安徽大学地址230000安徽省合肥市蜀山区肥西路3号(72)发明人杜袁鑫翟庆喜李琳(74)专利代理机构合肥中谷知识产权代理事务所(普通合伙)34146代理人洪玲(51)Int.Cl.B01J27/185(2006.01)B01J27/187(2006.01)B01J35/00(2006.01)B01J35/02(2006.01)B01J35/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种多孔立方状双金属磷化物催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种多孔立方状双金属磷化物催化剂及其制备方法和应用，其制备方法是首先制备双金属普鲁士蓝前驱体，再将双金属普鲁士蓝前驱体与磷在管式炉里加热煅烧，将磷元素掺杂进入双金属普鲁士蓝类似物中。本发明合成方法操作简单、成本低、易在工业规模下大批量生产；且该方法合成的催化剂尺寸较小且均匀，使催化剂具有较大的比表面积及丰富的活性位点，增强催化剂的电催化性能；此外，利用该方法合成的催化剂稳定性好，可以循环使用，可以应用于能源及环保领域，具有潜在价值。CN109985648ACN109985648A权利要求书1/2页1.一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：溶液A的制备在去离子水中加入反絮凝剂和络合稳定剂，超声搅拌溶解后，向其中加入过渡金属盐，搅拌均匀后得溶液A；步骤S2：溶液B的制备在去离子水中加入过渡金属氰化钾，搅拌均匀后得溶液B；步骤S3：溶液C的制备将步骤S1和步骤S2获得的溶液A和溶液B混合，超声搅拌均匀后，得溶液C；步骤S4：普鲁士蓝类似物的制备将步骤S3获得的溶液C静置陈化后，离心分离得沉淀产物，无水乙醇洗涤数次，于烘箱中干燥后，得普鲁士蓝类似物；步骤S5：多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备在瓷舟的下游放置步骤S4获得的普鲁士蓝类似物，其上游放置磷源，将瓷舟放置于管式炉中恒温加热，待自然冷却至室温，即可获得多孔立方状双金属磷化物催化剂。2.根据权利要求1所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的反絮凝剂和络合稳定剂为枸橼酸钠、酒石酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯和烷基葡糖苷中的一种或几种混合，所述溶液A中反絮凝剂和络合稳定剂的浓度为1-300mmol/L；所述过渡金属盐为有机过度金属盐和无机过度金属盐中的一种或几种，所述过渡金属盐的浓度为0.5-300mmol/L。3.根据权利要求3所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述有机过渡金属盐包括羧酸钴、硼酰化钴、羧酸镍、硼酰化镍、羧酸锰、硼酰化锰、羧酸铜和硼酰化铜，所述无机过渡金属包括过渡金属碳酸盐、过渡金属硝酸盐、过渡金属硝酸盐、过渡金属醋酸盐、过渡金属硫酸盐、过渡金属卤化物，所述过渡金属为钴、镍、铜或锰。4.根据权利要求1所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中过渡金属氰化钾为铁氰化钾、钴氰化钾、镍氰化钾、铜氰化钾、锌氰化钾和锰氰化钾中的一种，所述溶液B中的过渡金属氰化钾浓度为0.3-300mmol/L。5.根据权利要求1所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3的溶液C中络合稳定剂、过渡金属盐及过渡金属氰化钾三者之间的摩尔比为2-4:3:2。6.根据权利要求1所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中超声时间为5-10min，所述超声温度为298-313K。7.根据权利要求1所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中静置陈化时间为24-72h，所述无水乙醇洗涤次数为3-6次，所述烘干温度为333K。8.根据权利要求1所述的一种多孔立方状双金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中的磷源为次亚磷酸钠、红磷、三苯基膦、三辛基膦和三辛基四苯基膦中的一种，所述普鲁士蓝类似物与磷源的反应摩尔比为1:4-8，所述管式炉的加热升温速率为2-5K/min，在673K温度下加热120-150min。9.一种根据权利要求1-8任一所述方法制备的多孔立方状双金属磷化物催化剂。2CN109985648A权利要求书2/2页10.一种根据权利要求9所述的多孔立方状双金属磷化物催化剂在电催化全解水电极的应用。3CN109985648A说明书1/7页一种多孔立方状双金属磷化物催化剂及其制