The invention relates to a transition metal phosphide MxPy bifunctional catalyst for oxygen reduction and hydrogen evolution, a preparation method and application thereof. The preparation method comprises the following steps: S1: mixing transition metal monomer M and red phosphorus powder, ball milling transition metal phosphide MxPy material in inert atmosphere; S2: adding dispersant to MxPy material, ball milling and drying to obtain transition metal phosphide MxPy bifunctional catalyst for oxygen reduction and hydrogen evolution. The transition metal phosphide with high purity, small grain size and large specific surface area is prepared by ball milling method, and has excellent ORR and HER catalytic performance and high stability, which can be widely used in metal air batteries, fuel cells or electrocatalytic hydrolysis to produce hydrogen. The preparation method provided by the invention is simple and fast, raw materials are cheap, easy to obtain, pollution-free, low production cost, and meets the requirements of industry. Requirements for large-scale industrial production.
【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属磷化物MxPy氧还原和析氢双功能催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于电化学催化领域,具体涉及一种过渡金属磷化物MxPy氧还原和析氢双功能催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着世界的快速发展,能源需求进入高速度增长。传统化石能源面临着消耗殆尽的重大危机,并且化石能源的使用带来了一系列的环境问题,研发开发可持续发展的新能源尤为重要。氢是理想的清洁能源之一,受到世界各国广泛的重视。目前,电解水制氢是一种制氢极为重要且极具前景的手段,根据研究,电解水产氢效率低,而高活性的析氢催化剂有利于提高电解水的产氢效率。因此,研发一种高活性析氢反应催化剂材料对氢能的发展有十分重大的意义。在现阶段,铂基催化剂是作为析氢反应催化剂的最佳对象,但由于铂金属的稀缺性,导致其价格十分昂贵,从而限制了铂基催化剂作析氢反应催化剂的实际应用的发展。根据报道,过渡金属合化物具有了可替代铂或铂合金作析氢反应催化剂的巨大潜力。其中,过渡金属磷化物是继过渡金属碳化物和过渡金属氮化物之后出现的一类新型催化材料,过渡金属磷化物同时具有金属及半导体特性物,在光电、磁、催化等领域显示了良好的应用前景。现阶段过渡金属磷化物的制备方法主要包括元素化合法、固态复分解法、磷化氢反应法、有机金属分解法、电解熔融法等,但这些方法需要较为苛刻的反应条件,且产物纯度低、晶粒尺寸大、比表面积小,所制得过渡金属磷化物所表现的催化活性弱。因此,研发简单、有效、稳定、低成本的可控制备方法来制备过渡金属磷化物作氧还原和析氢双功能催化剂有十分重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中过渡金属磷化物的 ...
【技术保护点】
1.一种过渡金属磷化物MxPy氧还原和析氢双功能催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:将过渡金属单质M和红磷粉末混合,在惰性气氛下球磨得过渡金属磷化物MxPy材料;所述MxPy为MnP、FeP、CoP或Ni5P4;所述球磨的速率为200~500rpm,时间为6~18h;所述球磨料为氧化锆或碳化钨;S2:向MxPy材料中加入分散剂,球磨,烘干即得到过渡金属磷化物MxPy氧还原和析氢双功能催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种过渡金属磷化物MxPy氧还原和析氢双功能催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:将过渡金属单质M和红磷粉末混合,在惰性气氛下球磨得过渡金属磷化物MxPy材料;所述MxPy为MnP、FeP、CoP或Ni5P4;所述球磨的速率为200~500rpm,时间为6~18h;所述球磨料为氧化锆或碳化钨;S2:向MxPy材料中加入分散剂,球磨,烘干即得到过渡金属磷化物MxPy氧还原和析氢双功能催化剂。2.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述MxPy为CoP或Ni5P4。3.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述过渡金属单质M的粒径不大于1μm。4.根据权利要求3所述制备方法,其特征在于,所述过渡金属单质M的粒径为30nm~1μm。...
【专利技术属性】
技术研发人员:沐杨昌,施志聪,陈远业,刘国平,兰道云,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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