一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法及其产品.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CN108380229A(43)申请公布日2018.08.10(21)申请号201810380491.5(22)申请日2018.04.25(71)申请人华中农业大学地址430070湖北省武汉市洪山区狮子山街一号(72)发明人黄德康李淑罗艳珠陈浩(74)专利代理机构武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)42224代理人方可(51)Int.Cl.B01J27/19(2006.01)C01B3/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法及其产品(57)摘要本发明公开了一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法及产品，属于电催化析氢技术领域，该方法包括如下步骤：(1)将六水合氯化钴、四水合钼酸铵和尿素分别加入到去离子水中，搅拌形成均匀混合溶液；(2)将步骤(1)制备的溶液转移到反应釜中，加入导电基底，水热反应得到β相钼酸钴前驱体材料；(3)将步骤(2)制备的样品置于管式炉中，在氮气氛围下进行高温热处理，得到β相钼酸钴；(4)将步骤(3)所制备的样品在氮气氛围下进行磷化处理，磷化所用试剂为次磷酸钠，得到所述的磷掺杂钼酸钴。本方法通过控制次磷酸钠的量以及热解时间，成功将磷元素掺入钼酸钴的晶格中，其制备的催化剂在碱性溶液中呈现出高效的析氢能力。CN108380229ACN108380229A权利要求书1/1页1.一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将六水合氯化钴、四水合钼酸铵和尿素均加入到去离子水中，搅拌形成均匀混合溶液；(2)将步骤(1)制备的溶液转移到反应釜中，加入导电基底，进行水热反应，得到β相钼酸钴前驱体材料；(3)将步骤(2)制备的β相钼酸钴前驱体材料置于管式炉中，在氮气氛围下进行高温热处理，得到β相钼酸钴；(4)将步骤(3)所制备的β相钼酸钴样品在氮气氛围下进行磷化处理，磷化所用试剂为次磷酸钠，磷化温度为250℃～350℃，磷化时间为0.5～1.5小时，获得磷掺杂钼酸钴，其中，磷掺杂钼酸钴是指磷元素掺入钼酸钴的晶格中，而不是形成磷化物。2.如权利要求1所述的一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，所述六水合氯化钴和所述尿素在所述均匀混合溶液中的质量浓度分别为6mg/ml～7mg/ml和8mg/ml～8.5mg/ml，所述六水合氯化钴的钴元素与所述四水合钼酸铵的钼元素的摩尔比为1:2。3.如权利要求2所述的一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，所述导电基底是钛片和泡沫镍。4.如权利要求3所述的一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应温度为120℃～140℃，所述水热反应时间为8～10小时。5.如权利要求4所述的一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，所述高温热处理温度为400℃～500℃，所述高温热处理时间为1～3小时。6.如权利要求5所述的一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，所述次磷酸钠的用量为50mg～100mg。7.按照如上方法制备的磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂。2CN108380229A说明书1/5页一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法及其产品技术领域[0001]本发明属于电催化析氢技术领域，更具体地，涉及一种磷掺杂钼酸钴析氢电催化剂的制备方法及其产品。背景技术[0002]日益增长的能源需求以及不断恶化的自然环境使得人类迫切需要一种不依赖化石燃料、储量丰富的含能体能源。氢气具有较高的能量密度(140MJkg-1)、优异的燃烧性能、清洁无污染等优点，被认为是理想的能源载体。电解法以水为原料，是一种清洁、高效的大规模制备高纯氢气的方法，然而目前通过该方法制备的氢气只占总制氢量的4％。制约该技术大规模应用的一个核心问题是氢气析出反应的动力学缓慢，因此常常需要在电解池的阴极添加催化剂以推动反应的快速进行。大量的实验以及理论计算证实最有效的析氢电催化剂是贵金属铂(Pt)，但是它高昂的价格以及低存储量限制了该类催化剂在电分解水制氢领域中的实际应用(见XingCheng,YongheLi,LirongZheng,etal.,Highlyactive,stableoxidizedplatinumclustersaselectrocatalystsforthehydrogenevolutionreaction,Energy&EnvironmentalScience,2017,10,2450)。综上所述，为推动电解法成为主流制氢技术，开发设计高效、高稳定性的非贵金属电催化剂迫在眉睫。[0003]经过近十年发展，已经有各种各样的非贵金属析氢电催化剂被挖掘出来，如过渡金属磷化物(CoP、FeP、NiP等)、