一种双功能电解水催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种双功能电解水催化剂及其制备方法与应用，该3D微米花Co3O4/C@NiFeP催化剂包含包裹Co3O4/C材料的NiFeP纳米片材料。制备方法包括将Co3O4/C、镍盐、铁盐、尿素、氟化铵进行水热反应，在Co3O4/C材料表面生长Ni、Fe的氢氧化物(NiFeLDH)得到3D花状Co3O4/C@NiFeLDH；通过低温磷化，得到3D微米花Co3O4/C@NiFeP金属氧化物/磷化物异质结构复合材料。本发明专利技术所述的电化学催化剂是具有较大比表面积的纳米片组装体，具备良好的析氧和析氢催化活性。本发明专利技术制备方法操作简单、生产成本低廉、容易操作等优点。易操作等优点。易操作等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双功能电解水催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂制备领域，具体涉及一种双功能电解水催化剂及其制备方法与应用，具体是一种Co3O4/C@NiFeP双功能电解水催化剂。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会快速发展资源短缺和环境污染成为了全球性危机。因此，为了人类的可持续发展，开发绿色清洁的可再生能源成为人们迫切解决的问题。其中，氢能作为最理想的替代能源，引起人们的重视。电解水制氢是大规模生产可再生氢能最有前景的办法之一，电解水是通过阳极的析氧反应(OER)和阴极的析氢反应(HER)产生氧气和氢气。然而，由于阳极反应和阴极反应迟缓的动力学过程严重阻碍了电解水系统的大规模应用，为了提高催化反应速率，需要开发高效的催化剂来加速析氧反应和析氢反应，以提高能量转化效率。传统的析氧反应催化剂主要是贵金属钌、铱及其氧化物，析氢反应催化剂主要是铂基贵金属，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，开发非贵金属析氧反应和析氢反应双功能催化剂具有重要的研究价值。
[0003]文献已报道的过渡金属碳化物、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双功能电解水催化剂，其特征在于，该催化剂为Co3O4/C@NiFeP，是一种NiFeP纳米片包裹Co3O4/C纳米颗粒的复合材料，具有三维微米花结构。2.根据权利要求1所述的双功能电解水催化剂，其特征在于，所述催化剂的纳米片厚度为20～40nm，比表面积为20～30m
2 g
‑1。3.一种双功能电解水催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)制备Co3O4/C@NiFeLDH材料：镍盐、铁盐、尿素、氟化铵溶于水中，加入Co3O4/C，混合均匀后进行水热反应，洗涤后干燥，即得Co3O4/C@NiFeLDH；(2)制备Co3O4/C@NiFeP材料：将所述Co3O4/C@NiFeLDH在300～400℃进行低温磷化，得到金属氧化物
‑
磷化物Co3O4/C@NiFeP异质结构复合材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述Co3O4的制备方法包含以下步骤：(1.1)制备Co
‑
gallate金属有机框架：将氯化钴和没食子酸溶于氢氧化钾溶液中，于80～90
°
℃冷凝回流23～25h，用水和乙醇洗涤，室温下干燥18～24h，制得Co
‑
gallate金属有机框架；(1.2)制备Co3O4/C材料：将所述Co
‑
gallate金属有机框架分散在无水乙醇中，加入植酸乙醇溶液，机械搅拌15～20min，用乙醇洗涤，室温下干燥，然后放入马弗炉中煅烧后，自然冷却到室温，得到Co3O4/C材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1.1)中的氯化钴和没食子酸的摩尔比为1∶1～1∶2，氯化钴和没食子酸溶于氢氧化钾溶液后，氯化钴浓度为0.1～0.3mol/L，没食子酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑欣欣，柴瑞瑞，王大伟，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：