一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法技术

一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法，其特征在于，以CoNi双金属氢氧化物为前驱体，后经低温短时间内磷化得到三维花状CoP3和Ni2P两相复合纳米材料。

Preparation method of CoP3 and Ni2P two phase composite nanomaterials

A preparation method of CoP3 and Ni2P two phase composite nanomaterials is characterized by using CoNi bimetal hydroxide as precursor and then phosphating in a short time to obtain three dimensional flower like CoP3 and Ni2P two phase composite nanomaterials.

【技术实现步骤摘要】
一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法
本专利技术属于纳米材料的制备领域，具体涉及一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，及其在电催化水解产氢方面的应用。
技术介绍
清洁和可再生能源的迫切需要推动了电解水产氢催化剂的探索。最近，过渡金属磷化物(TMP)已被证明是具有高活性，高稳定性的HER催化剂，并且不仅在强酸性溶液中，而且在用于强碱性和中性介质中，具有接近100％的法拉第效率。并且磷化物中随着磷含量的增多，电催化性能越好。大量的研究表明，纳米杂化物作为催化剂可以结合各个组分的优点，并且在异质界面产生协同效应，大大的提高催化产氢性能。因此纳米杂化物的制备越来越受到研发人员的重视。然而传统的富磷化合物制备方法繁琐，所需磷化温度较高(≥750℃)、时间长(≥5h)，得到的富磷化合物基本烧结，催化活性降低。因此寻找一种合适的富磷化物的制备方法至关重要。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法。本专利技术的一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法采用以下技术方案：一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法，其特征在于，以CoNi双金属氢氧化物为前驱体，后经低温短时间内磷化得到三维花状CoP3和Ni2P两相复合纳米材料。一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：(1)一定量的Co(NO3)2·6H2O，NiCl2·6H2O和尿素反应釜中一定温度下水热合成花状CoNi双金属氢氧化物纳米片。(2)将步骤(1)得到的样品与一定量的次磷酸钠放在管式炉里进行磷化；(3)取磷化后样品用水和乙醇反复冲洗几次，然后干燥。进一步地，步骤(1)中Co(NO3)2·6H2O，NiCl2·6H2O的添加比例为分子量比为1∶1、1∶2和2∶1。进一步地，步骤(3)中，磷化温度600℃-650℃，磷华时间0.5-1.5h。一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：0.03492gCo(NO3)2·6H2O0.02852gNiCl2·6H2O和0.072g尿素，溶解在去离子水(80mL)中。在超声处理至少30分钟后，然后将溶液转移到100mL不锈钢高压釜中并在烘箱中加热至150℃2-5小时，然后冷却至室温，收集产物。将1.0g次磷酸钠置于管式炉的上游侧，将100mg上述复合物前驱体置于另一个瓷舟中的下游，将样品在600℃-650℃加热保温0.5h-1.5h，加热速度为3℃/min，然后在Ar2保护下自然冷却至室温。一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：0.02328gCo(NO3)2·6H2O0.03803gNiCl2·6H2O和0.072g尿素，溶解在去离子水(80mL)中。在超声处理至少30分钟后，然后将溶液转移到100mL不锈钢高压釜中并在烘箱中加热至150℃2-5小时，然后冷却至室温，收集产物。将1.0g次磷酸钠置于管式炉的上游侧，将100mg上述复合物前驱体置于另一个瓷舟中的下游，将样品在600℃-650℃加热保温0.5h-1.5h，加热速度为3℃/min，然后在Ar2保护下自然冷却至室温。一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：0.04656gCo(NO3)2·6H2O0.01901gNiCl2·6H2O和0.072g尿素，溶解在去离子水(80mL)中。在超声处理至少30分钟后，然后将溶液转移到100mL不锈钢高压釜中并在烘箱中加热至150℃2-5小时，然后冷却至室温，收集产物。将1.0g次磷酸钠置于管式炉的上游侧，将100mg上述复合物前驱体置于另一个瓷舟中的下游，将样品在600℃-650℃加热保温0.5h-1.5h，加热速度为3℃/min，然后在Ar2保护下自然冷却至室温。本专利技术制备的CoP3和Ni2P两相复合材料，可以在低温较短的时间完成磷化，与现有富磷型过渡金属磷化物相比，本专利技术的优点是在较低温度(600-650℃)和较短时间(0.5-1.5h)内完成磷化，并且得到的是三维花状CoP3和Ni2P两相复合材料。这种CoP3和Ni2P两相复合材料具有优越的电解水产氢性能。当这种材料以0.3mg/cm2附着在旋转圆盘电极上时，过电势为135mV时，电流密度可达到30mA/cm2。附图说明图1为CoNi双金属氢氧化物的扫描电子显微镜图片。图2为CoP3和Ni2P两相复合材料的扫描电子显微镜图片。图3为三电极测试CoP3和Ni2P两相复合材料电催化产氢性能的线性扫描伏安法曲线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法，其特征在于，以CoNi双金属氢氧化物为前驱体，后经低温短时间内磷化得到三维花状CoP3和Ni2P两相复合纳米材料。本专利技术提出的是CoP3和Ni2P两相复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：1.一定量的Co(NO3)2·6H2O，NiCl2·6H2O和尿素反应釜中一定温度下水热合成花状CoNi双金属氢氧化物纳米片。优选的，其最佳制备方式为：Co(NO3)2·6H2O，NiCl2·6H2O的添加分子量比例为1∶1，温度为150℃，时间3h。2.将步骤1得到的样品与一定量的次磷酸钠放在管式炉里进行磷化，优选的，其最佳制备方式为：磷化温度650℃，磷华时间1h。4.取磷化后样品用水和乙醇反复冲洗几次，然后干燥。与现有富磷型过渡金属磷化物相比，本专利技术的优点是在较低温度(600-650℃)和较短时间(0.5-1.5h)内完成磷化，并且得到的是三维花状CoP3/Ni2P纳米杂化物。这种CoP3/Ni2P纳米杂化物材料具有优越的电解水产氢性能。当这种材料以0.3mg/cm2附着在旋转圆盘电极上时，过电势为135mV时，电流密度可达到30mA/cm2。具体实施例：实施例一合成花状CoNi双金属氢氧化物：通过一步水热法合成0.02328gCo(NO3)2·6H2O0.03803gNiCl·6H2O和0.072g尿素(0.012g)，溶解在去离子水(80mL)中。在超声处理至少30分钟后，然后将溶液转移到100mL不锈钢高压釜中并在烘箱中加热至150℃2小时。然后冷却至室温。收集产物，用水洗涤并在一定温度的烘箱中干燥10小时以上。将次磷酸钠(1.0g)置于管式炉的上游侧，将花状CoNi双金属氢氧化物(100mg)置于另一个瓷舟中的下游，将样品在650℃加热保温0.5h，加热速度为3℃/min。然后在Ar2保护下自然冷却至室温。实施例二：将水热时间改为3h，其他处理同实施事例一。实施例三：将水热时间改为4h，其他处理同实施事例一。实施例四：将水热时间改为5h，其他处理同实施事例一。实施例五：将水热合成中改为0.03492gCo(NO3)2·6H2O0.02本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，以CoNi双金属氢氧化物为前驱体，后经低温短时间内磷化得到三维花状CoP3和Ni2P两相复合纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，以CoNi双金属氢氧化物为前驱体，后经低温短时间内磷化得到三维花状CoP3和Ni2P两相复合纳米材料。2.一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)一定量的Co(NO3)2·6H2O，NiCl2·6H2O和尿素反应釜中一定温度下水热合成花状CoNi双金属氢氧化物纳米片。(2)将步骤(1)得到的样品与一定量的次磷酸钠放在管式炉里进行磷化；(3)取磷化后样品用水和乙醇反复冲洗几次，然后干燥。3.根据权利要求2所述的一种CoP3和Ni2P三两相复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中Co(NO3)2·6H2O，NiCl2·6H2O的添加比例为分子量比1∶1、1∶2和2∶1。4.根据权利要求2所述的一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，磷化温度600℃-650℃，磷华时间0.5-1.5h。5.一种CoP3和Ni2P两相复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：0.03492gCo(NO3)2·6H2O0.02852gNiCl2·6H2O和0.072g尿素，溶解在去离子水(80mL)中。在超声处理至少30分钟后，然后将溶液转移到100mL不锈钢高压釜中并在烘箱中加热至150℃2-5小时，然后冷却至室温，收集产物。将1.0g次磷酸钠置于管式炉的上游侧，将100mg上述复...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东江，邹译慧，王克伟，佘希林，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37