一种铁、磷共掺杂Co3S4中空多面体电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种铁、磷共掺杂Co<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;中空多面体电催化剂及其制备方法和应用，属于电催化和新能源材料技术领域。本发明专利技术所涉及的电催化剂材料采用水热—高温磷化相结合的制备方法，合成步骤包括先采用水热反应一步制备铁掺杂Co<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;中空多面体前驱体，然后再经高温磷化得到铁、磷共掺杂Co<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;中空多面体点催化剂材料。本发明专利技术制备的电催化剂材料具备阴阳离子共掺杂及中空多孔的特征，Fe原子、P原子、Co<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;纳米颗粒等多活性组分协同作用提高了电催化剂的析氧反应活性；本制备方法成本低，所得材料催化活性高、稳定性好，在电解水及金属空气电池等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化和新能源材料，具体涉及一种铁、磷共掺杂co3s4中空多面体电催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、环境污染和能源危机需要开发新一代能源技术。其中，电解水产生的氢气被认为是令人期待的可持续能源方案之一。然而，电解水阳极上发生的析氧反应(oer)的动力学特性本质上是缓慢的，这极大地阻碍了电解水装置的实际应用。贵金属基电催化剂(如氧化钌或氧化钇)提供了良好的oer性能，但是高价格以及差的稳定性严重影响了其在电解水的广泛应用。因此，开发高效的oer电催化剂势在必行。现如今，非贵金属基催化剂的性价比最高，越来越多的人致力于开发过渡金属基电催化剂，包括过渡金属氧化物、磷化物、硫化物和氮化物等。通过一系列合理手段，如缺陷设计(阴阳离子掺杂)等，可以优化催化剂的电子结构，进而提升其电催化性能。目前已有许多过渡金属基电催化剂的催化活性可与贵金属基催化剂相当。尽管上述研究取得了显著的成果，但非贵金属催化剂依旧会受到活性位点不足以及反应动力学缓慢的限制，影响其在电解水或金属空气电池等领域内的应用。

技术实现思路

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【技术保护点】

1.一种铁、磷共掺杂Co3S4中空多面体电催化剂，其特征在于：所述催化剂为Co3S4中空多面体。

2.一种铁、磷共掺杂Co3S4中空多面体电催化剂，其特征在于：所述催化剂中Co3S4掺杂Fe离子。

3.一种铁、磷共掺杂Co3S4中空多面体电催化剂，其特征在于：所述催化剂中Co3S4掺杂P离子。

4.制备权利要求1-3所述的一种铁、磷共掺杂Co3S4中空多面体电催化剂的制备方法，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：步骤S1中，钴源包括但不限于硝酸钴、四水合乙酸钴、氯化钴等的一种或多种，其浓度为0.5～6mm...

【技术特征摘要】

1.一种铁、磷共掺杂co3s4中空多面体电催化剂，其特征在于：所述催化剂为co3s4中空多面体。

2.一种铁、磷共掺杂co3s4中空多面体电催化剂，其特征在于：所述催化剂中co3s4掺杂fe离子。

3.一种铁、磷共掺杂co3s4中空多面体电催化剂，其特征在于：所述催化剂中co3s4掺杂p离子。

4.制备权利要求1-3所述的一种铁、磷共掺杂co3s4中空多面体电催化剂的制备方法，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：步骤s1中，钴源包括但不限于硝酸钴、四水合乙酸钴、氯化钴等的一种或多种，其浓度为0.5～6mmol l-1；硫源包括但不限于硫代乙酰胺、硫化钠以及硫脲等中的一种或多种，其浓度为3～40mmol l-1；铁源包括但不限于乙酰丙酮铁、氯化铁和硝酸铁等中的一种或多种，其浓度为0.01～3mmol l-1。钴源、硫源、铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱平，刘飒，郭春雪，韩雪梅，黄双飞，梁静瑶，罗涛，赵新生，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：