发明内容
[0005] 本发明的第一个目的在于提供一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料。
[0006] 本发明第二个目的在于提供一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法。
[0007] 本发明目的通过如下技术方案实现:
[0008] 一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料,其特征在于,它是纳米线结构,纳米线中具有排列规则的贯通孔洞,孔洞沿着一个方向平行排列,孔直径为0.8-1nm,纳米线表面有包裹一层均匀的碳层,碳层厚度为3-4nm。
[0009] 一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,它是以四水合钼酸铵、苯胺溶液、次磷酸钠为原料,分别通过溶液法制备Mo-MOF前驱体,然后通过热处理法制备MoP/碳复合纳米材料等步骤实现。
[0010] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述四水合钼酸铵、苯胺溶液、次磷酸钠的质量比约为2.48:40:2。
[0011] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述溶液法制备Mo-MOF前驱体制备是先将四水合钼酸铵溶解于苯胺溶液中,溶解后需通入99.99%的氮气进行保护,氮气气体流量为20 30ml/min;所述苯胺溶液是将苯胺溶解~于去离子水中,苯胺与去离子水的体积比为3 4:40。
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[0012] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述溶液法制备Mo-MOF前驱体制备在氮气保护条件下,还需进行微波加热,微波加热温度45 55℃。~
[0013] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述溶液法制备Mo-MOF前驱体制备在微波保温条件下,滴加稀盐酸调节溶液pH为3.54.5,滴加完毕后,继续保温3 6小时;所述稀盐酸的浓度为0.8 1.2mol/L。
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[0014] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述溶液法制备Mo-MOF前驱体制备在保温结束后得Mo-MOF前驱体中间体,再用蒸馏水和乙醇溶液各分别洗涤3次,然后再经转速1500-3000转/min的离心机离心10-15分钟,离心结束后进行冷冻干燥,即得;所述Mo-MOF前驱体中间体、蒸馏水和乙醇的质量:体积:体积=1:40 50:40 50;所述冷冻干燥温度为-55 -45℃,真空度为10 50Pa,干燥时间24 48h。~ ~ ~ ~ ~
[0015] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述热处理法制备MoP/碳复合纳米材料是将Mo-MOF前驱体转移到氧化铝方舟中,在另一个氧化铝方舟中加入次磷酸钠置于管式炉上游,相距MOF前驱体15 20cm,然后通入氢~气与氮气的混合气体进行保护,以2 3℃/min升温速率升温至750 850℃保温3 6h,取出,即~ ~ ~
得成品。
[0016] 进一步,一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于,热处理法制备MoP/碳复合纳米材料所述氢气与氮气混合气体中,氢气与氮气的体积比为1:9,混合气体流速为90 110ml/min,管内压力控制为2 3Mpa。~ ~
[0017] 本发明具有如下的有益效果:
[0018] 本发明方法和原料简单,通过水热和磷化过程获得了复合材料,整个实验过程简单,操作方便,很容易实现产物的大规模生产,所得的MoP/碳复合纳米材料具有具有规则的0.8-1nm贯通孔,表面有2-4nm厚的碳层,利于H2的扩散;表面的碳层有利于电荷的传输,对电催化析氢具有很好的催化效果,其在碱性溶液中表现出良好的析氢性能,电催化析氢起始电压为26mVvsRHE,过电位为78mV时电流密度就能达到10 mA / cm2,产品为稳定性好,在
120mV的恒电压下,电流密度14小时内降低不超过1%,且贯通孔结构稳定,没有坍塌,导电性好,易回收,在能源开发和储存方面具有广阔的应用前景。