一种高效钴基纳米片电解水催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种高效钴基纳米片电解水催化剂及其制备方法和应用，所述的电解水催化剂包含钴Co、氮N、磷P掺杂的多孔碳材料和负载在该碳材料上的磷化钴Co

【技术实现步骤摘要】
一种高效钴基纳米片电解水催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于材料、能源领域，具体涉及一种负载磷化钴的二维多孔碳纳米片电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
电解水制氢是一种有效获得清洁能源的方法，其中，析氧反应(OER)是电解水制氢的重要半反应，然而，该半反应存在动力学过程缓慢、过电位较高等问题，常通过引入催化剂加速该过程，降低过电位。传统的析氧催化剂主要是贵金属铂、钌、铱等氧化物，但因价格昂贵、来源匮乏、稳定性差等缺点，限制了其大规模商业化应用。因此，开发非贵金属析氧催化剂具有重要的研究价值。非贵金属化合物如过渡金属氧化物、硫化物、硒化物、磷化物、碳化物、氢氧化物和层状双金属氢氧化物在碱性环境中是优异的OER电催化剂。过渡金属磷化物(TMPs)是一种通过将磷原子引入过渡金属的晶格中形成的间隙化合物。具有稳定的结构，高电子电导率和优异的化学稳定性，在电解水反应中表现出较高的电催化活性和稳定性。过渡金属磷化物，用MxPy表示，TMPs中金属含量越高，材料的稳定性越高，导电性越好。TMPs的制备方法根据磷源的种类和反应方式分为液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效钴基纳米片电解水催化剂，其特征在于：该催化剂为Co

【技术特征摘要】
1.一种高效钴基纳米片电解水催化剂，其特征在于：该催化剂为Co2P@CoNPC，包含
a.钴Co、氮N、磷P掺杂的多孔碳材料，和
b.负载在该多孔碳材料上的磷化钴Co2P纳米颗粒。


2.根据权利要求1所述的高效钴基纳米片电解水催化剂，其特征在于：所述的多孔碳材料是Co、N、P掺杂的二维纳米片。


3.根据权利要求1所述的高效钴基纳米片电解水催化剂，其特征在于：该催化剂的比表面积为200～400m2g-1。


4.根据权利要求1所述的高效钴基纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下两步：
(1)以金属有机框架ZIF-L、聚乙烯亚胺PEI、植酸PA制备ZIF-L/PEI/PA纳米复合材料；
(2)以ZIF-L/PEI/PA为前驱体，碳化得到Co2P@CoNPC。


5.根据权利要求4所述的高效钴基纳米片电解水催化剂的制备方法，其特征在于：所述的ZIF-L/PEI/PA纳米复合材料的制备方法是：混合2-甲基咪唑和硝酸钴水溶液，反应1～3小时后，得到ZIF-L分散液；在所述ZIF-L分散液中滴加PEI水溶液，反应4～10分钟，得到ZIF-L/PEI分散液；在所述ZIF-L/PEI分散液中滴加PA水溶液，反应4～10分钟后，得到ZIF-L/PEI/PA分散液，经离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑欣欣，金伟，王大伟，吴恒博，刘冬寅，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32