以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法及其应用于电解水析氢技术

本发明专利技术属于电催化析氢材料制备技术领域，涉及一种以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，以泡沫铜为基底，首先通过自牺牲模板法在其表面原位生长花状的磷酸铜纳米片，然后以泡沫铜表面生长的磷酸铜纳米片为基底，在其表面原位生长垂直于Cu3(PO4)2纳米片的含铜MOFs纳米片。本发明专利技术以泡沫铜为反应基底，具有三维网络大孔结构，结构稳定，材料来源丰富，价格低廉；基底结构设计以及MOFs的纳米片的生长均采用自牺牲模板法进行原位生长，无需额外添加金属源，制备过程简单可控，且基底表面生长催化剂结构稳定；通过调控反应时间和反应温度来改变复合材料形貌，形成超薄MOFs纳米片，具有高的比表面积以及高的活性位点暴露比。

【技术实现步骤摘要】
以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法及其应用于电解水析氢
本专利技术属于电催化析氢材料制备
，涉及电解水催化剂，尤其涉及一种以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法及其应用于电解水析氢。
技术介绍
随着社会的不断发展，化石燃料的消耗量在快速地增加，带来了严重环境污染问题，使得对于新型能源体系的构建需求越来越迫切。氢能拥有着燃烧热值高、来源丰富、燃烧产物只有水、没有二次污染等优点，是一种清洁、高效的可再生能源，具有可广泛开发应用的前景。目前工业上产氢主要通过化石燃料消耗来制氢，但是化石燃料的使用会排放大量的温室气体，带来二次污染。相对而言，电解水制氢有着操作相对简单，制备过程清洁无污染的优点，成为理想的产氢途径。然而目前工业电解水面临的主要问题为能耗高，是因为析氢工作电极所需过电位过高。因此，研究合成低成本、高效的电解催化剂降低析氢过电位，有着重要的意义，受到广大科研工作者的广泛关注。目前，最理想的水解电催化剂主要是由Pt,Ir,Ru等贵金属元素构成，这些元素由于地壳含量低、生产成本高，难以大规模的开发利用。因此基于非贵金属材料取代贵金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a)磷酸铜纳米片的制备：将泡沫铜裁剪成块状，用HCl 溶液浸泡，超声清洗15 min, 再用蒸馏水和乙醇分别冲洗3min，然后将经预处理的泡沫铜浸泡在含有 (NH4)2S2O8和Na2HPO4的水溶液中，20～60℃下反应1～12 h，优选40℃反应6 h，取出，去离子水冲洗，50℃下真空干燥2 h得表面生长磷酸铜纳米片的基底；b)含铜MOFs纳米片的制备：在聚氟乙烯反应釜中用有机溶剂充分溶解合成MOFs所用的有机配体成溶液，将表面生长磷酸铜纳米片的泡沫铜放入所述溶液中，密封，在60～200℃下反应...

【技术特征摘要】
1.一种以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a)磷酸铜纳米片的制备：将泡沫铜裁剪成块状，用HCl溶液浸泡，超声清洗15min,再用蒸馏水和乙醇分别冲洗3min，然后将经预处理的泡沫铜浸泡在含有(NH4)2S2O8和Na2HPO4的水溶液中，20～60℃下反应1～12h，优选40℃反应6h，取出，去离子水冲洗，50℃下真空干燥2h得表面生长磷酸铜纳米片的基底；b)含铜MOFs纳米片的制备：在聚氟乙烯反应釜中用有机溶剂充分溶解合成MOFs所用的有机配体成溶液，将表面生长磷酸铜纳米片的泡沫铜放入所述溶液中，密封，在60～200℃下反应0.5～12h，优选150℃反应6h，自然冷却至室温，取出，以去离子水和DMF分别清洗3次，80℃真空干燥2h得磷酸铜纳米片表面生长MOFs纳米片的泡沫铜成品电催化剂。2.根据权利要求1所述以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤a）所述泡沫铜厚度为0.16mm，裁剪成30×20mm大小的块状。3.根据权利要求1所述以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤a）所述HCl溶液摩尔浓度为1～6mol/L，优选2m...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱凤仙，荣坚，潘少兵，张涛，朱瑶，许锦超，杨冬亚，徐吉成，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32