【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属磷化物纳米材料及其制备方法和应用
本专利技术属于金属磷化物纳米材料
具体地，本专利技术涉及一种过渡金属磷化物纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
过渡金属磷化物作为一种非贵金属催化剂，由于其良好的电子结构效应、高的导电性和较好的耐用性，以及在宽范围pH下独特的电催化性能而备受关注。由于各组分的协同催化作用，双组分过渡金属磷化物催化剂的电催化性能明显优于单组分金属磷化物催化剂。双组分过渡金属磷化物催化剂可以通过合理组合不同的组分，实现异质界面上原子的重排和电子结构的调整，从而调节表面物种的结合能、转变和迁移。然而，目前的双组分过渡金属磷化物催化剂由于其形态结构简单(如非多孔结构等)而导致其催化活性较低，反应物种无法充分反应。近年来，已开发出具有复杂三维结构、催化活性较高的三组分催化剂，但这些催化剂的稳定性较差，且制备方法较复杂，重复性差，不利于实现工业化规模生产。因此，如何提供一种催化活性高、稳定性好、且制备方法简单、重复性好的过渡金属磷化物材料成为本领域亟待解决的课题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一种过渡金属磷化物纳米材料，该纳米材料的催化活性高、稳定性好，且制备方法简单、重复性好，有利于实现工业化规模生产。本专利技术的另一个目的在于提供一种过渡金属磷化物纳米材料的制备方法。本专利技术的又一个目的在于提供一种过渡金属磷化物纳米材料作为甲醇燃料电池中的电极反应催化剂的应用。为达到上述目的，本专利技术提供一种过...
【技术保护点】
1.一种过渡金属磷化物纳米材料，该过渡金属磷化物纳米材料具有多孔、空心结构，且包含NiCoP、CoP和CoP
【技术特征摘要】
1.一种过渡金属磷化物纳米材料，该过渡金属磷化物纳米材料具有多孔、空心结构，且包含NiCoP、CoP和CoP2，所述过渡金属磷化物纳米材料的颗粒呈球状，且球体壁由直径为5-20nm的小颗粒组成，颗粒之间有空隙；所述过渡金属磷化物纳米材料的比表面积为20-100m2/g。
2.根据权利要求1所述的过渡金属磷化物纳米材料，其特征在于，所述过渡金属磷化物纳米材料以硝酸镍、硝酸钴、丙三醇、异丙醇和次磷酸钠为原料制成；
优选地，所述过渡金属磷化物纳米材料的球体壁由直径为15nm的小颗粒组成。
3.根据权利要求1或2所述的过渡金属磷化物纳米材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
a)采用硝酸镍、硝酸钴、丙三醇、异丙醇和水为原料，利用溶剂热反应制备Ni-Co-丙三醇前驱体；
b)将Ni-Co-丙三醇前驱体进行低温热解处理，得到NiCo2O4；
c)将所得NiCo2O4进行原位磷化，得到NiCoP/CoP/CoP2三组分过渡金属磷化物纳米材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)将硝酸镍和硝酸钴溶于异丙醇中，随后加入丙三醇和水形成混合溶液，对混合溶液进行加热，使混合溶液反应得到产物，然后将所得产物离心、洗涤、干燥，得到Ni-Co-丙三醇前驱体；
b)将Ni-Co-丙三醇前驱体在空气气氛下进行低温热解处理，反应后将所得产物离心、洗涤、干燥，得到NiCo2O4；
c)在惰性气氛下，将所得NiCo2O4和次磷酸钠进行加热，使NiCo2O4和次磷酸钠反应，然后将所得产物离心、洗涤、干燥，得到NiCoP/CoP/CoP2三组分过渡金属磷化物纳米材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤a)包括：将硝酸镍和硝酸钴溶于装有异丙醇的容器中，随后加入丙三醇和水形成混合溶液，然后将容器置于反应器中进行加热，使混合溶液在5-50r/min，优选10-20r/min，更优选15r/min的搅拌速度下，在120-200℃，优选180-200℃，更优选190℃的温度下反应2-12h，优选8-12h，更优选12h，将所得产物在室温下冷却，然后将所得产物离心，洗涤，随后在25-105℃，优选80-105℃，更优选105℃下干燥，得到Ni-Co-丙三醇前驱体；
优选地，步骤b)包括：将Ni-Co-丙三醇前驱体放在容器中，并将容器置于加热炉中，在空气气氛下以2-10℃/min，优选2-5℃/min，更优选3℃/min的速率升高到200-300℃，优选220-280℃，更优选250℃，并恒温保持0.5-2h，优选1-2h，更优选2h；将所得产物在室温下冷却，然后将所得产物离心、洗涤，随后在25-105℃，优选80-105℃，更优选105℃下干燥，得到NiCo2O4；
优选地，步骤c)包括：将...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，樊卫斌，乔岩，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14
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