一种金属磷化物‑多孔碳框架复合材料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CN107744822A(43)申请公布日2018.03.02(21)申请号201710977512.7(22)申请日2017.10.17(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人陈勇陈倩倩侯春朝彭成云(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人赵晓丹(51)Int.Cl.B01J27/185(2006.01)C01B3/06(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图13页(54)发明名称一种金属磷化物-多孔碳框架复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种金属磷化物-多孔碳框架复合材料的制备方法，包括如下步骤：将双金属金属有机框架材料煅烧得到多孔碳框架材料，将多孔碳框架材料和磷源分别置于管式炉的两端，通惰性气体，加热至一定温度进行磷化反应，反应产物经酸洗涤得到金属磷化物-多孔碳框架复合材料。本发明还公开了所述金属磷化物-多孔碳框架复合材料及其应用。本发明的制备方法制得的金属磷化物-多孔碳框架复合材料的比表面积大、金属磷化物的粒径小，催化放氢性能优异。本发明采用双金属金属有机框架为自模板，利用Co3O4或氧化镍可以被磷化，氧化锌相同条件下不能被磷化的选择性磷化方法，得到大比表面积的多孔金属磷化物；制备方法简单新颖，成本低。CN107744822ACN107744822A权利要求书1/1页1.一种金属磷化物-多孔碳框架复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将双金属金属有机框架材料煅烧得到多孔碳框架材料，将多孔碳框架材料和磷源分别置于管式炉的两端，通惰性气体，加热至一定温度进行磷化反应，反应产物经酸洗涤得到金属磷化物-多孔碳框架复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双金属金属有机框架材料中的双金属为Zn和Co、或者Zn和Ni。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述双金属金属有机框架材料中的Zn和Co的摩尔比或者Zn和Ni的摩尔比均为0.125～8：1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述双金属金属有机框架材料中的Zn和Co的摩尔比或者Zn和Ni的摩尔比均为0.2～2:1。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述双金属金属有机框架材料中的Zn和Co的摩尔比或者Zn和Ni的摩尔比均为1:1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多孔碳框架材料和磷源的质量比为1:5～30；所述磷化反应的温度为250℃～500℃；所述磷化反应的时间为1h～5h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷源选自次磷酸钠、次磷酸铵、磷酸二氢钠、亚磷酸二氢铵、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸铵和磷化氢中的至少一种。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸为烯盐酸、稀硫酸或者稀硝酸；所述酸的浓度为0.5molL-1～2.5molL-1。9.如权利要求1～8任一项权利要求所述的制备方法制得的金属磷化物-多孔碳框架复合材料，其特征在于，包括多孔碳框架材料和负载于多孔碳框架材料上的金属磷化物纳米颗粒；其中所述金属磷化物纳米颗粒单分散负载于由双金属金属有机框架材料煅烧得到的多孔碳框架材料的孔中；所述金属磷化物的质量分数为70～95wt％；所述金属磷化物的粒径为3～10nm，所述金属磷化物-多孔碳框架复合材料的比表面积为30～200cm2·g-1。10.如权利要求1～8任一项权利要求所述的制备方法制得的金属磷化物-多孔碳框架复合材料在催化储氢材料放氢领域的应用。2CN107744822A说明书1/8页一种金属磷化物-多孔碳框架复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及材料制备技术领域。更具体地，涉及一种金属磷化物-多孔碳框架复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]传统能源日益减少，且传统能源伴随着温室气体和有毒有害气体的释放，不利于可持续发展，因此急需发展清洁、有效的新能源。氢气作为一种零污染的能源受到了广泛的关注，然而，氢气的储存和运输带来了新的问题。[0003]在目前的储氢材料中，例如金属氢化物、有机氢化物、硼氮化合物和水合肼中，氨硼烷作为一种简单的硼-氮化合物，氢气储量有19.6wt％，分子重量低30.7gmol-1，使得其成为一种良好的储氢材料。贵金属(如Pt、Ru、Rh等)在催化氨硼烷放氢表现出较高的活性，然而昂贵的价格限制了其大规模应用。[0004]自过渡金属磷化物应用于催化氨硼烷放氢以来，取得了很大的进步。其中合成金属磷化物种的磷源有白磷，次磷酸钠，三辛基膦等，最常用的方法是以次磷酸钠分解气相化学沉积的方法制备金属磷化物。[0005]然而，气相化学沉积(CVD)制备金属磷化物，需要NaH2P