A hollow structure transition metal nano catalyst and its preparation method are described. The preparation method takes the synthesis of Ni as the core, the transition metal is coated with Ni, and part of the transition metal is formed into Ni alloy. The hollow structure transition metal nano catalyst is synthesized by etching the single substance Ni with acid, and the preparation height is obtained by adjusting the initial concentration of the precursor, the ratio of the reducing agent and the precursor, and the reaction temperature, etc Dispersed, nanoscale hollow structure transition metal nano catalyst. The invention does not need to pretreat the metal precursor, and does not need any surfactant or protective agent. It can be directly synthesized in the liquid phase. The catalytic activity can be improved by effective regulation of electronic effect, and the preparation process is simple and controllable. The prepared product can be used for cathode catalyst of proton exchange membrane fuel cell, cathode catalyst and anode catalyst of fuel cell , as well as composite structure nanomaterials, nanotechnology, controllable synthesis and other fields.
【技术实现步骤摘要】
一种中空结构过渡金属纳米催化剂的制备方法
本专利技术属于用纳米技术、化学方法生产纳米催化剂的
和催化材料领域,特别涉及到以NiMoP/石墨烯为基础的中空结构过渡金属纳米催化剂的制备方法。
技术介绍
质子交换膜(PEM)电解水制氢技术是获取氢能的重要途径之一,获得的氢气纯度高、无污染,目前此技术己成为国内外氢能
的研究热点。制氢技术的关键材料之一是析氢催化剂,目前PEM电解水析氢催化剂主要为Pt基贵金属,其过高的成本限制了PEM电解水制氢技术的大规模推广应用。研制高活性、高稳定性、低成本的非贵金属析氢电催化剂是解决该问题的有效途径之一。过渡金属磷化物因其结构稳定、导电性能良好,被誉为“准铂催化剂”,成为国内外非贵金属析氢催化剂研究的前沿和热点。文献XiaoP,SkMA,ThiaL,GeX,LimRJ,WangJY,WangX.Molybdenumphosphideasanefficientelectrocatalystforthehydrogenevolutionreaction.Energy&EnvironmentalScience,2014,7,2624–2629报道,首次确认了MoP的析氢催化性能,通过对MoP与Mo3P、Mo的比较,确认了P元素的引入对催化剂活性和稳定性具有较大的影响。这些催化剂主要通过优化过渡金属与P的量来获得富磷型或富金属型的单过渡金属磷化物催化剂。这些单过渡金属磷化物显示了从过渡金属到P的电子密度转移,即意味着产生了金属原子的阳离子状态,这与P原子的阴离子状态一致。具有 ...
【技术保护点】
1.一种中空结构过渡金属纳米催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:/nS1.以合成Ni为核,通过调控Ni过渡金属电子结构进行Ni的包覆;/nS2.负载石墨烯;/nS3.采用酸刻蚀部分单质Ni,将部分单质Ni去除,从而合成出中空结构中空结构过渡金属纳米催化剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种中空结构过渡金属纳米催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1.以合成Ni为核,通过调控Ni过渡金属电子结构进行Ni的包覆;
S2.负载石墨烯;
S3.采用酸刻蚀部分单质Ni,将部分单质Ni去除,从而合成出中空结构中空结构过渡金属纳米催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述过渡金属包括Mo或W。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:
步骤S1包括:
S11:将250~750mg乙酰丙酮镍加入到40~80mL油胺,在100~350℃反应60~120分钟,得到Ni纳米颗粒油胺溶液;
S12:向上述Ni纳米颗粒油胺溶液中加入320~960mg乙酰丙酮钼,在200~350℃反应60~180分钟,得到Ni@NiMo纳米颗粒油胺溶液;
S13:向上述Ni@NiMo纳米颗粒油胺溶液中加入20~50mL的TOP溶液,在250~350℃反应120~300分钟,...
【专利技术属性】
技术研发人员:叶锋,刘鹏,王志明,禹航宇,徐超,杜小泽,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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