[0027] 下面结合实施例对本发明进行详细说明,以使本领域技术人员更好地理解本发明,但本发明并不局限于以下实施例。
[0028] 除非另外限定,这里所使用的术语(包含科技术语)应当解释为具有如本发明所属技术领域的技术人员所共同理解到的相同意义。还将理解到,这里所使用的术语应当解释为具有与它们在本说明书和相关技术的内容中的意义相一致的意义,并且不应当以理想化或过度的形式解释,除非这里特意地如此限定。
[0029] 实施例1
[0030] 基于含铜金属有机框架衍生的分级多孔磷化铜/碳(Cu3P@C)电解水催化剂的制备方法,包括如下步骤:
[0031] a)海胆状Cu‑MOF的制备:在三口烧瓶中将边长为300~600 nm的5 mg 的Cu2O立方体分散在10 mL的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中(0.5 mg/mL),磁力搅拌,形成溶液A。0.021 g的均苯三甲酸充分溶解在10 mL的DMF溶剂中(0.01 mol/L),形成溶液B。在磁力搅拌下将溶液B加到溶液A中,在25℃下反应5 min。随后停止搅拌,将溶液老化反应30 min。冷却,8000 rpm 离心5 min,去离子水和乙醇清洗,真空干燥下60℃过夜干燥得Cu‑MOF前驱体。
[0032] b) Cu3P@C催化剂材料制备:将50 mg的Cu‑MOF前驱体和1000 mg的NaH2PO2相隔2~5 cm放置,并在氩气或者氮气氛围下,以2℃/min的升温速率从室温升到300℃,并且维持1 h,然后冷却至室温,去离子水和乙醇清洗3~5次,60℃下烘干12h,得到Cu3P@C催化剂材料。
[0033] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5 mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的Cu3P@C催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲‑2线。当电流密度达到10 mA/cm 时,所制备的电催化剂需要的过电势为182 mV。
[0034] 实施例2
[0035] 基于含铜金属有机框架衍生的分级多孔磷化铜/碳(Cu3P@C)电解水催化剂的制备方法,包括如下步骤:
[0036] a)海胆状Cu‑MOF的制备:在三口烧瓶中将边长为300~600nm的8 mg 的Cu2O立方体分散在10 mL的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中(0.8 mg/mL),磁力搅拌,形成溶液A。0.105 g的均苯三甲酸充分溶解在10 mL的DMF溶剂中(0.05 mol/L),形成溶液B。在磁力搅拌下将溶液B加到溶液A中,在60℃下反应20 min。随后停止搅拌,将溶液老化反应90 min。
冷却,8000 rpm 离心5 min,去离子水和乙醇清洗,真空干燥下60℃过夜干燥得Cu‑MOF前驱体。
[0037] b) Cu3P@C催化剂材料制备:将50 mg的Cu‑MOF前驱体和500 mg的NaH2PO2相隔2~5 cm放置,并在氩气或者氮气氛围下,以5℃/min的升温速率从室温升到310℃,并且维持2 h,然后冷却至室温,去离子水和乙醇清洗3~5次,60℃下烘干12h,得到Cu3P@C催化剂材料。
[0038] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5 mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的Cu3P@C催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲‑2线。当电流密度达到10 mA/cm 时,所制备的电催化剂需要的过电势为209 mV。
[0039] 实施例3
[0040] 基于含铜金属有机框架衍生的分级多孔磷化铜/碳(Cu3P@C)电解水催化剂的制备方法,包括如下步骤:
[0041] a)海胆状Cu‑MOF的制备:在三口烧瓶中将边长为300~600nm的12 mg 的Cu2O立方体分散在10 mL的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中(1.2 mg/mL),磁力搅拌,形成溶液A。0.83 g的对苯二甲酸充分溶解在10 mL的DMF溶剂中(0.5 mol/L),形成溶液B。在磁力搅拌下将溶液B加到溶液A中,在90℃下反应40 min。随后停止搅拌,将溶液老化反应120 min。冷却,8000 rpm 离心5 min,去离子水和乙醇清洗,真空干燥下60℃过夜干燥得Cu‑MOF前驱体。
[0042] b) Cu3P@C催化剂材料制备:将50 mg的Cu‑MOF前驱体和400 mg的NaH2PO2相隔2~5 cm放置,并在氩气或者氮气氛围下,以8℃/min的升温速率从室温升到320℃,并且维持3 h,然后冷却至室温,去离子水和乙醇清洗3~5次,60℃下烘干12h,得到Cu3P@C催化剂材料。
[0043] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5 mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的Cu3P@C催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲‑2线。当电流密度达到10 mA/cm 时,所制备的电催化剂需要的过电势为136 mV。
[0044] 实施例4
[0045] 基于含铜金属有机框架衍生的分级多孔磷化铜/碳(Cu3P@C)电解水催化剂的制备方法,包括如下步骤:
[0046] a)海胆状Cu‑MOF的制备:在三口烧瓶中将边长为300~600nm的10 mg 的Cu2O立方体分散在10 mL的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中(1.0 mg/mL),磁力搅拌,形成溶液A。0.167 g的对苯二甲酸充分溶解在10 mL的DMF溶剂中(0.1 mol/L),形成溶液B。在磁力搅拌下将溶液B加到溶液A中,在120℃下反应10 min。随后停止搅拌,将溶液老化反应60 min。冷却,8000 rpm 离心5 min,去离子水和乙醇清洗,真空干燥下60℃过夜干燥得Cu‑MOF前驱体。
[0047] b) Cu3P@C催化剂材料制备:将50 mg的Cu‑MOF前驱体和250 mg的NaH2PO2相隔2~5 cm放置,并在氩气或者氮气氛围下,以3℃/min的升温速率从室温升到350℃,并且维持5 h,然后冷却至室温,去离子水和乙醇清洗3~5次,60℃下烘干12h,得到Cu3P@C催化剂材料。
[0048] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5 mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的Cu3P@C催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲‑2线。当电流密度达到10 mA/cm 时,所制备的电催化剂需要的过电势为124 mV。
[0049] 实施例5
[0050] 基于含铜金属有机框架衍生的分级多孔磷化铜/碳(Cu3P@C)电解水催化剂的制备方法,包括如下步骤:
[0051] a)海胆状Cu‑MOF的制备:在三口烧瓶中将边长为300~600nm的15 mg 的Cu2O立方体分散在10 mL的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中(1.5 mg/mL),磁力搅拌,形成溶液A。1.81 g的2‑氨基对苯二甲酸充分溶解在10 mL的DMF溶剂中(1.0 mol/L),形成溶液B。在磁力搅拌下将溶液B加到溶液A中,在200℃下反应60 min。随后停止搅拌,将溶液老化反应180 min。冷却,8000 rpm 离心5 min,去离子水和乙醇清洗,真空干燥下60℃过夜干燥得Cu‑MOF前驱体。
[0052] b) Cu3P@C催化剂材料制备:将50 mg的Cu‑MOF前驱体和50 mg的NaH2PO2相隔2~5 cm放置,并在氩气或者氮气氛围下,以10℃/min的升温速率从室温升到400℃,并且维持10 h,然后冷却至室温,去离子水和乙醇清洗3~5次,60℃下烘干12h,得到Cu3P@C催化剂材料。
[0053] 选择三电极体系测定其电化学性能,以0.5 mol/L的H2SO4溶液作为电解液,将所制备的Cu3P@C催化剂作为工作电极,以Ag/AgCl为参比电极,铂丝为对电极,测试LSV极化曲‑2线。当电流密度达到10 mA/cm 时,所制备的电催化剂需要的过电势为194 mV。
[0054] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。