一种磷化钴纳米框架及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种磷化钴纳米框架及其制备和应用，磷化钴纳米框架的制备分为三步：(1)采用沉淀法制备Co‑Co PBA NC；(2)在氨水溶液中进行刻蚀形成具有开放式和内部中空的独特的纳米框架结构Co‑Co PBA NF；(3)采用低温磷化法将Co‑Co PBA NF磷化成CoP NF。利用本发明专利技术提供的磷化钴纳米框架作为HER和OER电催化剂时可以有效降低电解水所需的工作电压，提高电解电流密度，并且具有良好催化稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种磷化钴纳米框架及其制备和应用
本专利技术属于电解水
，涉及一种磷化钴纳米框架及其制备和应用，特别涉及磷化钴纳米框架的制备及其作为双功能电催化剂(产氢电催化剂和产氧电催化剂)电解水的应用。
技术介绍
氢气作为一种清洁能源载体具有燃烧热值高、产物无污染和利用形式多样化等优点。电解法以水为原料，是一种清洁、可持续的大规模制备氢气的方法。目前，高耗能、低效率是电解水制氢的最大障碍，为了提高电解效率和节约成本，水分解的两个半反应——产氢反应(HER)和产氧反应(OER)都需要高活性的廉价电催化剂。过渡金属磷化物(TMPs)作为一类高效HER电催化剂近年来得到了研究人员的广泛研究兴趣。TMPs中带负电的P原子不仅可以作为路易斯碱捕获带正电的质子，而且可以有效促进催化活性位点产生的H2的脱附。此外，TMPs基电催化剂在经过电化学阳极处理后可以在电催化剂表面形成一层无定型氧化物/羟基氧化物膜，从而表现出优异的OER电催化活性。Schaak课题组(Angew.Chem.Int.Ed.2014,126,5531)首次报道了多晶面CoP纳米颗粒在酸性溶液中具有高HER电催化活性和稳定性。从那时起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷化钴纳米框架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备Co‑Co PBA NC：先取醋酸钴和柠檬酸钠溶解于去离子水中形成溶液A，取钴氰化钾溶解在去离子水中形成溶液B；随后，将溶液A和溶液B搅拌混合，静置反应，离心、清洗、干燥，即得到粉红色粉末Co‑Co PBA NC；(2)刻蚀Co‑Co PBA NC形成纳米框架结构Co‑Co PBA NF：取氨水溶于去离子水中形成溶液C，取Co‑Co PBA NC超声分散在乙醇中形成溶液D；随后，将溶液C加入溶液D中搅拌刻蚀，刻蚀后所得产品经离心、清洗、干燥后，即得到Co‑Co PBA NF；(3)Co‑Co PBA NF磷化成目的产物CoP...

【技术特征摘要】
1.一种磷化钴纳米框架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备Co-CoPBANC：先取醋酸钴和柠檬酸钠溶解于去离子水中形成溶液A，取钴氰化钾溶解在去离子水中形成溶液B；随后，将溶液A和溶液B搅拌混合，静置反应，离心、清洗、干燥，即得到粉红色粉末Co-CoPBANC；(2)刻蚀Co-CoPBANC形成纳米框架结构Co-CoPBANF：取氨水溶于去离子水中形成溶液C，取Co-CoPBANC超声分散在乙醇中形成溶液D；随后，将溶液C加入溶液D中搅拌刻蚀，刻蚀后所得产品经离心、清洗、干燥后，即得到Co-CoPBANF；(3)Co-CoPBANF磷化成目的产物CoPNF：分别取次磷酸钠和Co-CoPBANF置于管式炉中，其中，次磷酸钠位于上风口，Co-CoPBANF位于下风口，然后，在惰性气体气氛下煅烧并进行磷化反应，反应结束后，即得到目的产物CoPNF。2.根据权利要求1所述的一种磷化钴纳米框架的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，醋酸钴、柠檬酸钠和钴氰化钾的摩尔比为1：(1.2～1.8)：(0.4～0.8)；溶液A与溶液B的体积比为2:1-1:2；静置反应的温度为15～30℃，时间为4-24h。3.根据权利要求2所述的一种磷化钴纳米框架的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，溶液A与溶液B的体积比为1:1；静置反应的温度为20℃，时间为8h。4.根据权利要求1所述的一种磷化钴纳米框架的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈作锋，纪律律，汪建营，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31