一种用于高效电解水析氢的多级催化结构复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料及其制备方法，包括如下过程：对粉状ZIF‑67材料进行热解碳化，得到Co@NC材料，制备所述粉状ZIF‑67材料的混合溶液中，Co(NO

【技术实现步骤摘要】
一种用于高效电解水析氢的多级催化结构复合材料及其制备方法
本专利技术属于电催化材料制备
，具体涉及一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料及其制备方法。
技术介绍
能源关乎着社会的经济发展水平，与人民生活水平的提高密不可分，传统化石燃料能源不可再生，开发新的可再生能源刻不容缓。氢能作为一种清洁能源，具有发热值高、来源广泛、无污染等优点。但是，目前电解水制备氢能仍然面临着一些问题，主要是电极的极化导致析氢过电势高，消耗过多电能，阻碍了电解水制氢的效率。针对这一问题，研究高效的析氢催化剂可以降低电极的过电势，提高电解水析氢的速率。Pt、Ru、Pd等传统贵金属自然储备有限、价格昂贵，使制氢成本大大增加。因此，开发一种来源广泛、高效率的析氢催化剂具有重要的意义。催化活性位点的反应活性以及催化剂的导电性能是影响催化剂催化效率的重要原因。过渡族金属Fe、Co、Ni及其合金以及非贵金属化合物(如氧化物、硫化物、磷化物)被广泛研究，与氮掺杂碳基体的结合因其独特的结构可以实现催化性能的提升。P、Se、N的掺杂可以增加催化活性位点，降低过电势本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下过程：/n对粉状ZIF-67材料进行热解碳化，得到Co@NC材料，制备所述粉状ZIF-67材料的混合溶液中，Co(NO

【技术特征摘要】
1.一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下过程：
对粉状ZIF-67材料进行热解碳化，得到Co@NC材料，制备所述粉状ZIF-67材料的混合溶液中，Co(NO3)2·6H2O的物质的量浓度为40～60mmol/L，2-甲基咪唑的物质的量浓度为110～130mmol/L；
将GO悬浮液与Co@NC的悬浮液混合，得到混合液B，将混合液B进行超声分散，待分散均匀后真空抽滤、干燥、研磨，得到粉状的Co@NC/GO复合材料；
对Co@NC/GO复合材料进行氧化，得到Co2O3@NC/GO复合材料；
对Co2O3@NC/GO复合材料进行磷化和硒化，同时GO在高温下还原，得到所述用于高效电解水析氢的多级结构复合材料CoP-CoSe2@NC/rGO。


2.根据权利要求1所述的一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料的制备方法，其特征在于，粉状ZIF-67材料的制备过程包括：
将Co(NO3)2·6H2O与2-甲基咪唑分别溶解到甲醇中后混合，得到悬浮液A，对悬浮液A进行搅拌，反应结束后进行真空抽滤、洗涤、干燥、研磨，得到粉状的ZIF-67。


3.根据权利要求2所述的一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料的制备方法，其特征在于，搅拌时，先以1000～1200rpm的速率搅拌5～10min，然后以300～500rpm的速率缓慢搅拌3～6h；洗涤采用离心洗涤的方式，洗涤至少3次；干燥采用真空干燥，干燥温度为60～100℃，干燥时间为12～24h。


4.根据权利要求1所述的一种用于高效电解水析氢的多级结构复合材料的制备方法，其特征在于，将粉状ZIF-67复合材料进行热解碳化的过程包括：
粉状的ZIF-67复合材料于反应器中进行热解碳化，热解碳化时，先在惰性气体的保护下，以2～5℃/s的速度升高温度到425～440℃下保温4～6h，再以2～5℃/s的速度升高温度到550～70...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭大刚，高燕，鲍崇高，罗浩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61