【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂制备，特别是涉及一种thq-co-c4n催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、大量化石能源的消耗，引起了气候变化带来的负面影响和能源危机等问题。而氢能作为一种可再生、高效的新能源，有着最高的燃烧值和最环保的燃烧产物，氢能能量密度高，只产生水的副产品。是替代化石燃料的理想能源载体。电解水是一种很有前途的制氢方法。关键在于高效、低成本的电催化剂。
2、共价有机框架(cofs)已经成为具有晶体性和固有孔隙的有吸引力的材料，各种具有不同对称性和尺寸的功能构建块已经被用于cofs的合成。这些建筑单元的结构复杂性有利于构建复杂但有序的孔隙环境，从而可以对功能进行微调。cofs易于合成、结构易于设计和控制，具有均匀的孔隙和高比表面积，这些特性使其广泛应用于气体储存、多相催化、传感器、吸附和分离及能量储存等许多研究领域。cof-c4n具有在碱性条件下电催化分解水产氧的优异性能，过电位较低。在保留c4n原有优异的析氧性能下，引入金属位点，通过thq的氧与金属配位，然后在其周边长上c4n，来实现电催化析氢，析氧及全解水。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种thq-co-c4n催化剂及其制备方法和应用，本专利技术通过在thq-co周边长上cof-c4n，实现了碱性条件下电催化析氢、析氧及全解水。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种thq-co-c4n催化剂，在thq-co周边长上c
4、所述thq-co与c4n的质量比为1:1；
5、所述thq-co由四羟基苯醌、氯化钴水合物、表面活性剂、反应环境调节剂和溶剂制备得到；
6、所述c4n由2,3,6,7,10,11-六氨基三苯六盐酸盐、六酮环己烷八水合物、有机溶剂和反应环境调节剂制备得到。
7、优选的，所述thq-co与c4n的质量比为1:1。
8、优选的，所述四羟基苯醌和氯化钴水合物的质量比为248.4:120。
9、本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的thq-co-c4n复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
10、1)将所述氯化钴水合物、表面活性剂和反应环境调节剂碱性于蒸馏水中混合均匀，得到悬浮物；
11、将所述悬浮物与四羟基苯醌混合、超声，得到超声物；
12、将所述超声物静置反应10h，收集沉淀物；
13、将所述沉淀物在冰浴下用水和乙醇洗涤1h，静置，得到粗反应产物；
14、将所述粗反应产物经水和丙酮洗涤，得到黑色固体，将所述黑色固体在80℃下干燥，得到thq-co；
15、2)将所述步骤1)得到的thq-co、2,3,6,7,10,11-六氨基三苯六盐酸盐和有机溶剂混合、超声，得到超声物；
16、将所述的超声物在冰浴下，与还原剂和反应环境调节剂酸性混合，搅拌，得到分散液；
17、将所述分散液过滤，经丙酮洗涤，得到棕黑色固体，将所述棕黑色固体在80℃下干燥，得到终产物；
18、3)将所述步骤2)得到的终产物与2,3,6,7,10,11-六氨基三苯六盐酸盐、六酮环己烷八水合物和有机溶剂混合、超声，得到超声物；
19、将所述超声物与酸催化剂混合，得到分散液；
20、将所述分散液分散液脱气后在150℃下反应72h，得到粗反应产物；
21、将所述粗反应产物经四氢呋喃洗涤，得到棕黑色固体，将所述棕黑色固体经四氢呋喃索氏提取，至流出液体为无色时停止，得到固体产物；
22、将所述固体在120℃下干燥10h，得到thq-co-c4n催化剂。
23、优选的，所述步骤1)超声的温度为50℃，所述超声时间为30min。
24、优选的，所述步骤2)所述搅拌温度为室温，所述搅拌的时间为2h。
25、本专利技术还提供了上述技术方案所述的thq-co-c4n催化剂在电催化析氧中的应用。
26、本专利技术还提供了上述技术方案所述的thq-co-c4n催化剂在电催化析氢中的应用。
27、本专利技术还提供了上述技术方案所述的thq-co-c4n催化剂在电催化全解水中的应用。
28、本专利技术的有益效果为：
29、(1)本专利技术的方法简单高效，产量可观，易于操作，有实际应用意义。
30、(2)本专利技术通过引入金属钴，形成co-o键，在保持c4n原有的析氧催化性能外，获得电催化析氢性能和电催化全解水性能。
31、(3)本专利技术通过先将thq-co制备后，简单的氨基处理后，再通过溶剂热法将c4n在thq-co周边生长。本方法得到的材料具有优异的电催化析氢、析氧和全解水性能。
32、(4)本专利技术的方法使得c4n成功在thq-co周边生长，使催化剂具有少层或单层结构，而不是两种材料的简单复合构成的异质结，由于其薄的片层结构，材料暴露出更多的活性位点，具有更大的比表面积。c4n的多孔结构也使得材料电子传输效率大大提高，从而获得了性能优异的全解水材料。
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1.一种THQ-Co-C4N催化剂，其特征在于，在THQ-Co周边长上COF-C4N得到；
2.根据权利要求1所述的THQ-Co-C4N催化剂，其特征在于，所述THQ-Co与C4N的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的THQ-Co-C4N催化剂，其特征在于，所述四羟基苯醌和氯化钴水合物的质量比为248.4:120。
4.一种权利要求1～3任一项所述的THQ-Co-C4N复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)超声的温度为50℃，所述超声时间为30min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)搅拌的条件包括：温度为室温，时间为2h。
7.权利要求1～3任一项所述的THQ-Co-C4N催化剂在电催化析氢中的应用。
8.权利要求1～3任一项所述的THQ-Co-C4N催化剂在电催化析氧中的应用。
9.权利要求1～3任一项所述的THQ-Co-C4N催化剂在电催化全解水中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种thq-co-c4n催化剂，其特征在于，在thq-co周边长上cof-c4n得到；
2.根据权利要求1所述的thq-co-c4n催化剂，其特征在于，所述thq-co与c4n的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的thq-co-c4n催化剂，其特征在于，所述四羟基苯醌和氯化钴水合物的质量比为248.4:120。
4.一种权利要求1～3任一项所述的thq-co-c4n复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权...
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