CN104743533A

CN104743533A - 一种NiCoP纳米材料的制备方法

Info

Publication number: CN104743533A
Application number: CN201510128468.3A
Authority: CN
Inventors: 刘淑玲; 刘瑛瑛; 仝建波; 尤艳雪
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2015-07-01

Abstract

一种NiCoP纳米材料的制备方法，将镍盐、钴盐按照比例溶解于盛有去离子水的烧杯中，搅拌直至完全溶解，随后在搅拌器上加热蒸发至其完全干燥，将所得产物置于马弗炉里煅烧，得黑色粉末，将此黑色粉末与一定量磷盐充分混合后，通过高温管式炉在N₂氛围下加热至反应，得NiCoP纳米材料粗产物；依次分别用去离子水和无水乙醇对NiCoP纳米材料粗产物进行洗涤，将洗涤后的产物置入真空干燥箱中干燥，即得NiCoP纳米材料，本发明具有能耗低、成本低，反应条件简易方便，安全系数高等优点。

Description

一种NiCoP纳米材料的制备方法

技术领域

本发明涉及双金属磷化物纳米材料制备技术领域，特别涉及一种NiCoP纳米材料的制备方法。

背景技术

过渡金属磷化物，由于其独特的物理、化学性质，在近几年引起了人们广泛的关注。尤其是在电磁学、光学及催化方面突出的性质，使磷化物成为近几年来的研究热点。例如，WP、Ni₂P以及CoP由于其优异的催化氢化作用一度成为研究的热点，并且一些已经应用为商业用催化剂。最近有研究报道，在锂电池负极材料中添加Co₂P，使锂电池表现出非常高的初始放电容量；同时，Ni₂P表面的电学性质也被大量的研究。但与单金属磷化物相比较，双金属磷化物则较少被研究。由于传统双金属催化剂在应用中产生了更高的反应活性，因此人们期待双金属磷化物由于金属元素之间的协同作用而取得较好的催化效果。基于此，双金属磷化物开始被大量的研究，NiMoP，CoMoP以及FeMoP等各种元素搭配的双金属磷化物相继被制备并对其性能进行研究，均取得了较好的结果。

过渡金属磷化物的制备方法有很多种，如程序升温还原法、水热溶剂热法、金属络合物分解法等。但是，由于双金属磷化物本身是由不同的金属元素均等的与磷源结合形成的，而金属元素本身又存在性质差异，由此导致双金属磷化物合成较单金属磷化物困难，多通过最为成熟的程序升温还原法制备。但是这种方法存在诸多缺点，如反应温度高、能耗大以及需要通外源还原气体H₂，可能造成不安全因素等缺点。因此，为了方便研究双金属磷化物具有的潜在性能，发明一种简便易行的双金属磷化物制备方法有非常重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种NiCoP纳米材料的制备方法，该法具有能耗低、成本低，反应条件简易方便，安全系数高等优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种NiCoP纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取Ni/Co摩尔比为1/10～10/1的镍盐和钴盐溶解于蒸馏水中，金属盐与蒸馏水质量比为1/3～1/4，搅拌溶解形成均一透明的溶液；

2)将上述溶液在搅拌器上50～80℃恒温加热并快速搅拌，直至水分完全除去停止加热，用余热使反应物完全干燥，将所得产物研磨至200～400目备用；

3)将步骤2)得到的研磨后的粉末转移至瓷舟，并在马弗炉里300～600℃煅烧0.5～2h，得黑色粉末；

4)将步骤3)得到的黑色粉末与磷盐按照Ni+Co与P摩尔比为1/2～1/8的比例充分混合，并于高温管式炉中，在N₂氛围下加热200～500℃反应1～3h，得到NiCoP纳米材料粗产物；

5)依次分别用去离子水和无水乙醇对步骤4)得到的NiCoP纳米材料粗产物进行洗涤，将洗涤后的产物置入真空干燥箱中，于50～60℃下真空干燥4h，得到NiCoP纳米材料。

所述镍盐是六水合硝酸镍或六水合氯化镍。

所述的钴盐是六水合氯化钴、七水合硫酸钴或六水合硝酸钴，

所述的磷盐是次亚磷酸铵、次亚磷酸钠或磷酸氢二钠。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明制备方法较传统双金属磷化物制备方法反应温度低、耗能少，不需使用外源还原气体，简化实验过程，使实验更安全。

(2)本发明成功制备的NiCoP纳米材料属六方晶型的纳米级颗粒，颗粒尺寸约为20-100nm，拥有较大比表面积。

(3)本方法制得的NiCoP纳米材料对有机染料有较好的吸附脱除性能，在污水处理和染料脱除领域具有很大的应用前景。

以下具体说明本发明的效果，有机染料吸附脱除测试具体方法和条件如下：首先将制备的四份NiCoP样品(各50mg)分别超声分散在盛有50mL三种染料溶液的烧杯中(孔雀石绿、碱性品红、亚甲基蓝、藏红T)，染料浓度为1×10^-5mol/L，然后将烧杯置于密闭黑暗的环境中，在规定的时间(10min、20min、30min、40min、50min、60min和70min)内分别取样。将取出的样品离心，用紫外-可见分光光度计(DR-5000)测试离心后所得染料溶液的吸光度，扫描波长范围190-1100nm。本发明制备的NiCoP纳米材料在对孔雀石绿、碱性品红、亚甲基蓝和藏红T四种染料进行吸附测试中，表现了优异的吸附脱除活性。经过70min吸附测试，产品对藏红T的吸附脱除率达到了83.1％，对其他三种染料吸附脱除率均可达到95％以上。说明本发明制备的产品对有机染料有良好的吸附脱除效果。

附图说明

图1为实施例1制备的NiCoP纳米材料的XRD图谱。

图2为实施例1制备的NiCoP纳米材料的SEM图片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细描述，但不限于此。

实施例1

一种NiCoP纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取5.8160g NiCl₂·6H₂O和5.8210g CoCl₂·6H₂O溶于盛有40mL蒸馏水的烧杯中，搅拌溶解形成均一透明的紫红色溶液；

2)将上述溶液在搅拌器上60℃恒温加热并快速搅拌，直至水分完全除去停止加热，用余热使反应物完全干燥，将所得产物研磨至200～300目粉末备用；

3)将步骤2)得到的研磨后的粉末转移至瓷舟，并在马弗炉里500℃下煅烧1.5h，得黑色粉末；

4)将步骤3)得到的黑色粉末与6.3594g NH₄H₂PO₂·H₂O充分混合，并在高温管式炉中，在N₂氛围下加热250℃反应1h，得到NiCoP粗产物；

5)依次分别用去离子水和无水乙醇对步骤4)得到的NiCoP纳米材料粗产物进行洗涤，将洗涤后的产物置入真空干燥箱中，于55℃下真空干燥4h，得到NiCoP纳米材料。

本实施例1制备出的NiCoP纳米材料的XRD图谱和SEM图谱如图1和图2所示，其中NiCoP纳米颗粒尺寸约为20-100nm，且表面有褶皱结构，可以更好的提供反应位点。

实施例2

将实施例1中步骤1)中的5.8210g CoCl₂·6H₂O改为4.8540gCoSO₄·7H₂O，其他条件不变，得到的NiCoP纳米材料中出现硫化物杂质。

实施例3

将实施例1中步骤1)中的5.8160g NiCl₂·6H₂O和5.8210gCoCl₂·6H₂O改为5.2620g Ni(NO₃)₂·6H₂O和6.4780g Co(NO₃)₂·6H₂O其他条件不变，得到的NiCoP纳米材料以NiCoP纳米材料为主，但是产物中出现少量的磷化钴杂质。

实施例4

将实施例1中步骤3)中的煅烧温度改为300℃，其他条件不变，得到的NiCoP纳米材料中除主要产物NiCoP以外，又开始出现镍和钴的磷酸盐杂质。

实施例5

将实施例1中步骤4)中的6.3594g NH₄H₂PO₂·H₂O改为7.5090gNaH₂PO₂·H₂O，其他条件不变，得到的NiCoP纳米材料的结晶度较实施例1的结晶度下降。

以上对本发明的具体实施例进行了详细的说明描述，且对不同的实施例得到的NiCoP纳米材料进行了描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种NiCoP纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取Ni/Co摩尔比为1/10～10/1的镍盐和钴盐溶于溶解于蒸馏水中，金属盐与蒸馏水质量比为1/3～1/4，搅拌溶解形成均一透明的溶液；

2.根据权利要求1所述的一种NiCoP纳米材料的制备方法，其特征在于：所述镍盐是六水合硝酸镍或六水合氯化镍。

3.根据权利要求1所述的一种NiCoP纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的钴盐是六水合氯化钴、七水合硫酸钴或六水合硝酸钴。

4.根据权利要求1所述的一种NiCoP纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的磷盐是次亚磷酸铵、次亚磷酸钠或磷酸氢二钠。