【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种cos2-cofen/nf催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息旨在增加对本专利技术总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、目前，化石能源的过度开采和使用已经给全球带来了严重的资源枯竭和环境污染问题，寻求新型清洁可再生能源体系已经引发了世界各地关注。氢气因其较高的能量密度和无污染的特点被认为是21世纪最佳的清洁能源载体，并可应用于燃料电池车辆、工业生产、能源储存等领域。
3、目前用于oer的高效催化剂（如铂族金属）成本较高，限制了其在工业中的规模化应用，因此如何制备催化性能高，价格相对低廉的过渡金属催化剂成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种cos2-cofen/nf催化剂的制备方法。
2、本专利技术的第二个目的在于提供上述方法制备的cos2-cofen/nf催化剂。
3、本专利技术的第三个目的在于提供上述cos2-cofen/nf催化剂的应用。
4、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
5、一种cos2-cofen/nf催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
6、（1）硝酸铁（fe(no3)3·9h2o），硝酸钴（co(no3)2·6h2o），尿素（(nh2)2co），氟化铵（nh4f）和去离子水
7、（2）将步骤（1）得到的cofe(oh)4/nf置于nh3气氛中进行加热反应，得到cofen/nf；
8、（3）将硝酸钴，尿素，氟化铵和去离子水混合，加入步骤（2）得到的cofen/nf，进行加热反应，得到co(oh)2-cofen/nf；
9、（4）将步骤（3）得到的co(oh)2-cofen放在管式炉的下风口，将升华硫放在管式炉的上风口，进行加热反应，得到所述cos2-cofen/nf催化剂。
10、进一步地，步骤（1）中，所述硝酸铁，硝酸钴，尿素，氟化铵和去离子水的摩尔体积比为1 mmol：1 mmol：2.5 mmol：3 mmol：30 ml。
11、进一步地，步骤（1）中，所述预处理采用以下步骤：将规格为3*2 cm泡沫镍分别在1m盐酸溶液，丙酮，无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，经过干燥后得到所述经过预处理后的泡沫镍。
12、进一步地，所述干燥的温度为60℃。
13、进一步地，步骤（1）中，所述加热反应的温度为120°c，时间为6 h。
14、进一步地，步骤（1）中，所述洗涤用的试剂为乙醇和去离子水。
15、进一步地，步骤（1）中，所述干燥的温度为60°c，时间为5 h。
16、进一步地，步骤（2）中，所述nh3的流速为30 sccm。
17、进一步地，步骤（2）中，所述加热反应的温度为300°c，时间为2 h，升温速度为5°c/min。
18、进一步地，步骤（2）中，所述加热反应还需用去离子水冲洗产物，再在60°c下干燥5h，得到所述cofen/nf。
19、进一步地，步骤（3）中，所述硝酸钴，尿素，氟化铵和去离子水的摩尔体积比为1mmol：2.5 mmol：3 mmol：30 ml。
20、进一步地，步骤（3）中，所述加热反应的温度为120°c，时间为6 h。
21、进一步地，步骤（4）中，所述加热反应在惰性气氛下进行，温度为300°c，时间为2h，升温速率为5°c/min。
22、进一步地，所述惰性气氛为n2气氛，气体流速为10 sccm。
23、进一步地，步骤（4）中，所述加热反应后还需进行洗涤，干燥。
24、进一步地，所述洗涤使用去离子水进行；所述干燥的温度为60°c，时间为5 h。
25、进一步地，步骤（1）中所述硝酸钴，步骤（3）中所述硝酸钴和步骤（4）中所述升华硫的比例为1 mmol：1 mmol：0.5 g。
26、上述方法制备的cos2-cofen/nf催化剂。所述cos2-cofen/nf催化剂的异质结构可以改变催化剂表面化学性质，增加表面活性位点，从而调控该催化剂对反应物的吸附和催化效能。
27、上述cos2-cofen/nf催化剂的应用，所述cos2-cofen/nf催化剂可用于电解水析氧领域。
28、有益效果：1、本专利技术通过在nf上形成cofe氮化物和硫化物，能够提高催化剂的导电性，使得催化剂能更迅速、有效地转移电子，增强催化作用。
29、2、本专利技术制备的cos2-cofen/nf催化剂具有优异的oer催化性能，仅需要234 mv、284 mv和299 mv的过电势就能达到100 ma/cm2、500 ma/cm2和1000 ma/cm2的电流密度；cos2-cofen/nf催化剂对oer呈现了良好的催化稳定性，无论是在500 ma/cm2电流密度下的长期稳定性试验还是多步稳定性测试电势均未发生明显的变化；cos2-cofen/nf催化剂同样具有优异的uor性能，要达到500 ma/cm2和1000 ma/cm2的电流密度仅需要1.42 v和1.45v的电势，比oer低60和70 mv。cos2-cofen/nf催化剂具有优异的催化性能，可用于电解水析氧领域，具有重要的应用价值。
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1.一种CoS2-CoFeN/NF催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述Fe(NO3)3·9H2O，Co(NO3)2·6H2O，(NH2)2CO，NH4F和去离子水的摩尔体积比为（0.5-3） mmol：（0.5-3） mmol：（2-5） mmol：（2-5） mmol：（10-50） mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述预处理采用以下步骤：将NF分别在0.5-3 M盐酸溶液，丙酮，无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，在40-70℃下干燥后得到所述经过预处理后的NF；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述NH3的流速为20-40sccm；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述Co(NO3)2·6H2O，(NH2)2CO，NH4F和去离子水的摩尔体积比为（0.5-4） mmol：（1-4） mmol：（2-5） mmol：（20-40） mL；
6.
7.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为N2气氛，气体流速为5-30 sccm；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述Co(NO3)2·6H2O，步骤（3）中所述Co(NO3)2·6H2O和步骤（4）中所述升华硫的比例为（0.5-3） mmol：（0.5-3） mmol：（0.1-1） g。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的CoS2-CoFeN/NF催化剂，其特征在于，所述CoS2-CoFeN/NF催化剂具有三维海胆状结构。
10.权利要求1所述的方法制备的CoS2-CoFeN/NF催化剂和/或权利要求9所述的CoS2-CoFeN/NF催化剂的应用，其特征在于，所述CoS2-CoFeN/NF催化剂用于电解水析氧领域。
...【技术特征摘要】
1.一种cos2-cofen/nf催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述fe(no3)3·9h2o，co(no3)2·6h2o，(nh2)2co，nh4f和去离子水的摩尔体积比为（0.5-3） mmol：（0.5-3） mmol：（2-5） mmol：（2-5） mmol：（10-50） ml。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述预处理采用以下步骤：将nf分别在0.5-3 m盐酸溶液，丙酮，无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，在40-70℃下干燥后得到所述经过预处理后的nf；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述nh3的流速为20-40sccm；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述co(no3)2·6h2o，(nh2)2co，nh4f和去离子水的摩尔体积比为（0.5-4） mmol：（1-4） mmol：（2-5）...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯媛媛，郭本帅，谭东兴，张丹，孔维青，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：
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