一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚丙烯腈和聚苯乙烯按一定质量比溶解于N，N‑二甲基甲酰胺溶剂中，加热搅拌，形成均一溶液；(2)将可溶性金属盐加入到上述聚合物溶液中，得到均一溶液；(3)将溶液倒入注射器中，进行静电纺丝，而后从收集装置上剥离前驱纤维；(4)将前驱纤维在空气中热处理得预氧化复合纤维；(5)将预氧化后的复合纤维在氢氩混合气氛下热处理得到金属/碳复合多孔道纤维；(6)将金属/碳复合多孔道纤维在氩气氛围下，与次磷酸钠反应，冷却，得到金属磷化物/碳复合多孔道纤维。该金属磷化物/碳复合多孔道纤维利于提高磷化物导电性和传质特性，提高磷化物的电催化活性。

【技术实现步骤摘要】
一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法及其应用
本专利技术涉及电化学能源材料
，具体为一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法及其应用，特别涉及具有高活性和高稳定性磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法及其应用。
技术介绍
氢气是一种很有前景的清洁可再生能源，目前，通过电解水发生阴极析氢反应产生氢气被认为是一种高效可行的方法，目前电解水采用的催化剂主要是贵金属，由于价格昂贵且数量稀缺，严重限制了它的实际应用。因此，开发性能优良的非贵金属电催化剂代替贵金属，有望大幅度降低电解水制氢成本，促进氢能产业化的发展。过渡金属磷化物是一种将磷元素填充到过渡金属晶格中而形成的间隙化合物，它具有与氢化酶类似的活性位点，是最有潜力的析氢催化剂之一。然后，由于其低的导电性和活性位点数量导致其活性远低于商用Pt/C催化剂。基于此，本专利技术设计了一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法及其应用，将磷化物纳米颗粒镶嵌于多孔道的碳纤维中，不仅可改善磷化物的导电性，同时可提供更多的活性位点数量，从而有效改善磷化物的催化性能，以解决上述提到的问题。...

【技术保护点】
1.一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)将聚丙烯腈和聚苯乙烯按一定质量比溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，加热搅拌，形成均一溶液；/n(2)将可溶性金属盐加入到上述聚合物溶液中，得到均一溶液；/n(3)将所述溶液倒入注射器中，进行静电纺丝，经静电纺丝后，从收集装置上剥离前驱纤维；/n(4)将所述前驱纤维在空气中热处理得预氧化复合纤维；/n(5)将所述预氧化后的复合纤维在氢氩混合气氛下热处理得到金属/碳复合多孔道纤维；/n(6)将所述金属/碳复合多孔道纤维在氩气氛围下，与次磷酸钠反应后，冷却，得到金属磷化物/碳复合多孔道纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将聚丙烯腈和聚苯乙烯按一定质量比溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，加热搅拌，形成均一溶液；
(2)将可溶性金属盐加入到上述聚合物溶液中，得到均一溶液；
(3)将所述溶液倒入注射器中，进行静电纺丝，经静电纺丝后，从收集装置上剥离前驱纤维；
(4)将所述前驱纤维在空气中热处理得预氧化复合纤维；
(5)将所述预氧化后的复合纤维在氢氩混合气氛下热处理得到金属/碳复合多孔道纤维；
(6)将所述金属/碳复合多孔道纤维在氩气氛围下，与次磷酸钠反应后，冷却，得到金属磷化物/碳复合多孔道纤维。


2.根据权利要求1所述的一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯腈和聚苯乙烯的质量比为1:4-4:1，聚合物总浓度为0.1-0.3g/mL。


3.根据权利要求1所述的一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法，其特征在于：所述金属盐包括金属硝酸盐，金属醋酸盐，金属乙酰丙酮盐，浓度为0.04-0.12g/mL，所含元素为Fe，Co，Ni，Cu，Mo或V中的任意一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种磷化物/碳复合多孔道纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，静电纺丝的参数为：纺丝电压为10-25kV，收集装置与针头距离范围为10-20cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：程永亮，朱若琳，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61