一种氧还原和析氧磷化钴@NPC双功能复合催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂及其制备方法和应用；所述复合催化剂由N和P共掺杂碳层包覆Co2P纳米棒和/或纳米颗粒构成，其制备方法为将含醋酸钴、浓磷酸和尿素的水溶液蒸发、烘干后，置于保护气氛下，在高温热处理，即得。该制备方法简单、成本低，有利于工业化生产；所制备的Co2P@NPC复合催化剂应用于燃料电池及水分解作为氧还原和析氧双功能催化剂，具有活性高和稳定性好的特点，接近于商用贵金属20wt％Pt/C和RuO2催化剂的催化性能，展现出很好的应用前景。

Oxygen reduction and oxygen evolution cobalt phosphide @NPC double function composite catalyst, preparation method and application thereof

The invention discloses a reduction of oxygen and oxygen evolution Co2P@NPC bifunctional composite catalyst and preparation method and application thereof; the composite catalyst by N and P Co doped carbon coated Co2P nanorods and / or nano particles, its preparation method for containing cobalt acetate, concentrated phosphoric acid and urea aqueous solution evaporation, after drying, in the atmosphere, during high temperature heat treatment, i.e.. The preparation method is simple, low cost, and is suitable for industrial production; the application of the Co2P@NPC composite catalyst for fuel cell and water splitting as oxygen reduction and oxygen evolution of bifunctional catalysts, with high activity and good stability characteristics, the catalytic performance is close to the commercial noble metal 20wt%Pt/C and RuO2 catalyst, application prospect very good.

【技术实现步骤摘要】
一种氧还原和析氧磷化钴@NPC双功能复合催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种具备氧还原(ORR)和析氧(OER)Co2P@NPC双功能的复合催化剂及其制备和应用方法，特别涉及一种可用于燃料电池的氧还原及用于水分解的析氧N和P共掺杂碳层包覆Co2P(Co2P@NPC)双功能复合催化剂及制备方法，属于电催化

技术介绍
ORR和OER反应分别是燃料电池及电解水的重要电化学反应过程。然而反应中复杂的多电子转移过程会导致高的过电位，使得它们具有反应缓慢的控制步骤，需要寻找高效的催化剂来提高反应速率以适应实际应用中的需要。目前，性能最好的ORR催化剂为Pt基催化剂，性能最好的OER催化剂为RuO2或IrO2。然而，Pt基催化剂的OER性能与RuO2或IrO2的ORR性能并不好，而且高成本及差的稳定性不利于它们的大规模应用。寻找可替代的高效催化剂成为这些能量转换和储存器件广泛商业化应用的关键。钴磷化合物(包括CoP、CoP2和Co2P)具有一定的电催化性能，且具有资源丰富、成本低廉、环境友好和易于合成等优点，它们的OER性能被研究人员所广泛关注。但是由于其导电性差及活性位点缺乏等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂，其特征在于：由N和P共掺杂碳层包覆Co2P纳米棒和/或纳米颗粒构成。

【技术特征摘要】
1.一种氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂，其特征在于：由N和P共掺杂碳层包覆Co2P纳米棒和/或纳米颗粒构成。2.根据权利要求1所述的氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂，其特征在于：所述氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂由以下质量百分比组分组成：Co2P纳米棒和/或纳米颗粒15％～35％；N和P共掺杂碳层65％～85％；所述N和P共掺杂碳层中N质量百分比含量为6％～18％，P质量百分比含量为15％～30％。3.根据权利要求2所述的氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂，其特征在于：所述氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂由以下质量百分比组分组成：Co2P纳米棒和/或纳米颗粒20％～30％；N和P共掺杂的碳层70％～80％；所述N和P共掺杂碳层中N质量百分比含量为9％～15％，P质量百分比含量为20％～25％。4.权利要求1～3任一项氧还原和析氧Co2P@NPC双功能复合催化剂的制备方法，其特征在于：将含醋酸钴、浓磷酸和尿素的水溶液蒸发、烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱东，李军，闵紫嫣，刘桂雨，刘贝贝，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43