The invention belongs to the field of electrocatalytic materials, and discloses a Ni-Co-P/amino carbon nanotube catalyst, a preparation method and application thereof. Amino carbon nanotubes (CNTs) were added into the mixed solvent of dimethylformamide and ethanol, dispersed uniformly by ultrasonic wave, then added nickel salt and cobalt salt, stirred at 70-80 (?) C for 30-60 minutes, then added ammonia water, stirred for 10-12 hours, and then reacted at 150-180 (?) C to obtain the precursor. The nickel cobalt phosphate / amino carbon nanotubes catalyst was obtained by heating up to 300~400 C. The preparation method of the catalyst is simple, and the obtained catalyst utilizes the dispersed nanostructure, the excellent conductivity of the nitrogen-doped carbon material, and the electronic structure of the uniformly controllable phosphating control active center, thus greatly reducing the overpotential of the catalyst in the hydrogen production from electrolytic water, and greatly improving the activity and stability of the electrocatalytic hydrogen production.
【技术实现步骤摘要】
一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于电催化材料领域,具体涉及一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人类社会的发展,化石燃料严重被消耗,在未来的一个世纪里面全世界将面临化石燃料大量消耗所带来的能源危机。所以开发新能源是我们亟待解决的问题。其中氢能具有原料储量丰富,无污染以及高热值等优点,有望成为替代化石燃料而解决能源危机。但是通过裂解水制备氢气所面临的问题是效率低,能耗大。但是电解水的电能可以来源于水能、风能等可再生能源,是解决今后能源危机的一个途径。众所周知的是,在电解水析氢反应中,Pt系金属是最好的催化剂,但是其稀有性限制了其大规模应用的可能性。因此开发高效稳定且低花费的析氢催化剂将是当今研究的热点,也是难点。目前的研究如氮掺杂的碳纳米管表面植入了无定型的MoSx层(NanoLett.,2014,14,1228),应用于电化学析氢,获得了低至70mV的起始过电位以及在110mV的过电位就获得了10mAcm-2的电流密度。这归因于增加了MoSx的活性位点以及氮掺杂碳纳米管提升了整体导电性。CuCoP/氮掺杂碳(Adv.EnergyMater.,2017,7,1601555)表现出卓越的性能,包括低的过电位、小的Tafel斜率、高的电流密度。Ni12P5纳米粒子修饰在Si纳米线上的能量转换效率比Pt纳米粒子修饰在Si纳米线上都要大(ACSNano,2014,8,8121)。这些结果表明金属磷化物复合碳材料在析氢方面是有前途的而且很有潜力的一代催化剂。
技术实现思路
基于以上现有技术,本专利技术的首要目的在于 ...
【技术保护点】
1.一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂的制备方法,其特征在于包括如下制备步骤:(1)将氨基碳纳米管加入到二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶剂中,超声分散均匀,得到氨基碳纳米管分散液;(2)将镍盐和钴盐加入到步骤(1)所得氨基碳纳米管分散液中,70~80℃搅拌30~60min后,加入氨水,继续搅拌10~12h,然后在150~180℃反应,固体产物经洗涤、干燥,得到前驱体;(3)将步骤(2)所得前驱体与次亚磷酸盐在惰性气氛下升温至300~400℃进行还原反应,得到镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂的制备方法,其特征在于包括如下制备步骤:(1)将氨基碳纳米管加入到二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶剂中,超声分散均匀,得到氨基碳纳米管分散液;(2)将镍盐和钴盐加入到步骤(1)所得氨基碳纳米管分散液中,70~80℃搅拌30~60min后,加入氨水,继续搅拌10~12h,然后在150~180℃反应,固体产物经洗涤、干燥,得到前驱体;(3)将步骤(2)所得前驱体与次亚磷酸盐在惰性气氛下升温至300~400℃进行还原反应,得到镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂。2.根据权利要求1所述的一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述混合溶剂中二甲基甲酰胺和乙醇的体积比(8~2):(2~8);所述氨基碳纳米管分散液的浓度为0.3~1mg/mL。3.根据权利要求1所述的一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的镍盐为硝酸镍、乙酸镍中的任意一种;所述的钴盐为硝酸钴、乙酸钴中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述氨基碳纳米管的质量与镍盐和钴盐的总质量之比为1:(2~10);所述氨基碳纳米管的质量与氨水的质量比为15:(0.5~5)。5.根据权利要求1所述的一种镍钴磷/氨基碳纳米管催化剂的制备方法,其...
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