CN110314691A - 磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂、制备方法及应用，包括如下步骤：将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液；向甲酰胺/水混合液中加入氢氧化钠，得到第二混合液；把所述第二混合液逐滴加到所述第一混合液中反应1～2h，得到钴铬氢氧化物粉末；把钴铬氢氧化物粉末加到五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；将磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到Nafion溶液中混合得到第三混合液，把所述的第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。本发明所述的催化剂电催化析氧性能以及电催化稳定性较优，满足工业化应用的要求。
Description
技术领域
本发明属于电催化材料制备技术领域，尤其涉及一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂、制备方法及应用。
背景技术
电催化分解水产氢是目前制取氢气的常用技术，电催化分解水的效率不仅由电极产氢反应的速率决定，还受到电极产氧反应速率的制约，因此设计高效的电催化分解水产氧反应的催化剂，对于促进分解水产氢效率的提高具有重要意义。
层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides，LDHs)是一类层状材料，其中带正电的层板包含交替排列的金属阳离子，用来平衡电荷的阴离子位于夹层空间。由于电催化剂的快速发展，层状双金属氢氧化物作为催化剂用于电催化产氧引发了极大的关注。目前，具有高性能析氧反应的催化剂还包括二氧化钌(RuO2)以及锰、铁、钴、镍基纳米材料等，但这些催化剂的电催化析氧性能以及电催化稳定性较差，不能满足工业化应用的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有催化剂的电催化析氧性能以及电催化稳定性较差，提供了一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂、制备方法及应用。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明的一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照硝酸钴、硝酸铬摩尔比为1～3：1，将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为15～30：100配制甲酰胺/水混合液，向甲酰胺/水混合液中加入氢氧化钠，得到第二混合液，所述第二混合液中氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；
(3)把所述第二混合液逐滴加到所述第一混合液中反应1～2h，得到钴铬氢氧化物粉末；
(4)按照钴铬氢氧化物粉末与五氧化二磷溶液的质量体积比5mg/mL，把钴铬氢氧化物粉末加到五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到Nafion溶液中混合得到第三混合液，把所述的第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
所述步骤(3)中，反应后还包括将反应产物离心过滤，洗涤过滤物，将过滤物烘干的操作，烘干温度为60℃，时间12h。
用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，所述甲酰胺水溶液中，甲酰胺与水的体积比为15～30：100。
所述步骤(4)中，配制五氧化二磷溶液的溶剂选自有机醇，五氧化二磷在五氧化二磷溶液中的浓度为0.25～1mg/mL。
所述有机醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中的任一种。
所述步骤(5)中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％。
一种由磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法制备得到的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
所述的催化剂包括泡沫镍基体及在泡沫镍基体上涂覆成型的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物催化层。
一种催化剂在分解水产氧反应上的应用。
本发明公开了一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，以硝酸钴和硝酸铬为原料，制备出钴铬层状双金属氢氧化物，再将其加入到含有一定浓度的五氧化二磷的有机醇溶液中，即可得到磷原子掺杂的钴铬双金属氢氧化物，本发明首先采用共沉淀法制备钴铬双金属氢氧化物，再把钴铬双金属氢氧化物与五氧化二磷的醇溶液物理混合，即可实现磷的掺杂，该掺杂工艺不需要制备磷的前驱体，因此掺杂工艺简单，再把该磷原子掺杂的钴铬双金属氢氧化物涂覆在泡沫镍上制备催化层即可得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
制备得到的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂应用到电催化产氧反应(OER)中具有优异的催化性能，其催化水分解产氧在电流密度为10mA/cm2时的过电位为264mV，塔菲尔斜率为45mV/dec，相对于未掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂有显著的提升。对由本发明方法制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂施加20mA/cm2电流8h，其电催化析氧性能依然保持稳定，因此本发明的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂适于工业化应用。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明磷的掺杂工艺及磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备工艺简单，制备得到的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂应用到电催化产氧反应(OER)中具有优异的催化性能，且电催化析氧性能稳定性好，适于工业化应用。
附图说明
图1是实施例1制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物的SEM图；
图2是实施例1制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物的TEM图；
图3是实施例1制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物的元素mapping图；
图4是实施例1～4制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化产氧线性扫描伏安曲线；
图5是实施例1、5、6制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化产氧线性扫描伏安曲线；
图6是商用RuO2、裸露泡沫镍、P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs的电催化产氧线性扫描伏安曲线；
图7是P0.5-Co2Cr1-LDHs的稳定性试验结果；
图8是商用RuO2、P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs在不同电流密度下的过电位统计图；
图9是商用RuO2、P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs的Tafel曲线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液，在第一混合液中，硝酸钴与硝酸铬的总物质的量为0.005mol，硝酸钴与硝酸铬摩尔比为2：1；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为15：100配制甲酰胺/水混合液，向甲酰胺/水混合液中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，得到第二混合液；
(3)取116mL第二混合液逐滴加到第一混合液中，使氢氧化钠的物质的量为两倍硝酸钴的物质的量与三倍氢氧化铬的物质的量之和，反应1～2h，将反应产物离心过滤，用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，甲酰胺水溶液中甲酰胺与水的体积比为15：100，将过滤物烘干，烘干温度为60℃，时间12h，得到钴铬氢氧化物紫色粉末；
(4)将五氧化二磷溶于异丙醇中配制0.5mg/mL的五氧化二磷溶液，取10mg钴铬氢氧化物粉末加到2ml五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将上述磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到60μLNafion溶液中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％，超声混合1h，得到第三混合液，取10μl第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干后得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，记为P0.5-Co2Cr1-LDHs。
制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，包括泡沫镍基体及催化层，既有催化剂的作用，又有电极的功能，使用方便，用于电解水制取氧，可简化其工艺流程。
本实施例步骤(4)制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物的SEM图、TEM图、元素mapping图分别如图1、图2、图3所示。
从图1、2、3可以看出，P0.5-Co2Cr1-LDHs为二维片层结构，并且磷元素、钴铬氧元素均分布均匀。
对P0.5-Co2Cr1-LDHs施加20mA/cm2电流8h，测试P0.5-Co2Cr1-LDHs的稳定性，结果如图7所示。由图7结果可知，对P0.5-Co2Cr1-LDHs施加20mA/cm2电流8h后，其电催化析氧性能依然保持稳定，适于工业化应用。
实施例2
本实施例用0.25mg/ml的五氧化二磷溶液，代替实施例1步骤(4)中的0.5mg/ml的五氧化二磷溶液，制备一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，记为P0.25-Co2Cr1-LDHs。
其他实施方式同实施例1。
实施例3
本实施例用1mg/ml的五氧化二磷溶液，代替实施例1步骤(4)中的0.5mg/ml的五氧化二磷溶液，制备一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，记为P1.0-Co2Cr1-LDHs。
其他实施方式同实施例1。
实施例4
本实施例用异丙醇代替实施例1步骤(4)中的0.5mg/mL的五氧化二磷溶液，制备一种未掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，记为P0-Co2Cr1-LDHs。
其他实施方式同实施例1。
在电化学工作站上采用三电极系统对实施例1～3制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂和实施例4制备的未掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂进行电催化分解水产氧性能的测试，具体过程如下：
分别以P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0.25-Co2Cr1-LDHs、P1.0-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，测试不同浓度的P2O5溶液制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化产氧线性扫描伏安曲线，其电催化产氧线性扫描伏安曲线如图4所示。
由图4结果可知，在相同的电流密度条件下，由浓度为0.5mg/mL的P2O5溶液制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的过电位比其他浓度的P2O5溶液制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂或者不掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂小，因此浓度为0.5mg/mL的P2O5溶液制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化析氧性能较优。
实施例5
本实施例硝酸钴与硝酸铬摩尔比为1：1，制备一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，记为P0.5-Co1Cr1-LDHs。
其他实施方式同实施例1。
实施例6
本实施例硝酸钴与硝酸铬摩尔比为3：1，制备一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂，记为P0.5-Co3Cr1-LDHs。
其他实施方式同实施例1。
在电化学工作站上采用三电极系统对实施例1、5、6制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂进行电催化分解水产氧性能的测试，具体过程如下：
分别以P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0.5-Co1Cr1-LDHs、P0.5-Co3Cr1-LDHs为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，测试在不同的硝酸钴与硝酸铬摩尔比条件下制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化产氧线性扫描伏安曲线，其电催化产氧线性扫描伏安曲线如图5所示。
由图5结果可知，在相同的电流密度条件下，由摩尔比为2：1的硝酸钴与硝酸铬制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的过电位比其他摩尔比的硝酸钴与硝酸铬制备的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂小，因此摩尔比为2：1的硝酸钴与硝酸铬制备的磷掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化析氧性能较优。
实施例7
本实施例提供一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液，在第一混合液中，硝酸钴与硝酸铬的总物质的量为0.005mol，硝酸钴与硝酸铬摩尔比为2：1；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为20：100配制甲酰胺与水的混合液，向甲酰胺与水的混合液中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，得到第二混合液；
(3)取116ml第二混合液逐滴加到所述第一混合液中，使氢氧化钠的物质的量为两倍硝酸钴的物质的量与三倍氢氧化铬的物质的量之和，反应1h，将反应产物离心过滤，用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，甲酰胺水溶液中甲酰胺与水的体积比为20：100，将过滤物烘干，烘干温度为60℃，时间12h，得到钴铬氢氧化物粉末；
(4)将五氧化二磷溶于异丙醇中配制1.0mg/mL的五氧化二磷溶液，取10mg钴铬氢氧化物粉末加到2ml五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将上述磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到60μLNafion溶液中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％，超声混合1h，得到第三混合液，取10μL第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干后得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
实施例8
本实施例提供一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液，在第一混合液中，硝酸钴与硝酸铬的总物质的量为0.005mol，硝酸钴与硝酸铬摩尔比为2：1；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为30：100配制甲酰胺与水的混合液，向甲酰胺与水的混合液中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，得到第二混合液；
(3)取116ml第二混合液逐滴加到所述第一混合液中，使氢氧化钠的物质的量为两倍硝酸钴的物质的量与三倍氢氧化铬的物质的量之和，反应1h，将反应产物离心过滤，用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，甲酰胺水溶液中甲酰胺与水的体积比为30：100，将过滤物烘干，烘干温度为60℃，时间12h，得到钴铬氢氧化物粉末；
(4)将五氧化二磷溶于甲醇中配制0.25mg/mL的五氧化二磷溶液，取10mg钴铬氢氧化物粉末加到2ml五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将上述磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到60μLNafion溶液中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％，超声混合1h，得到第三混合液，取10μL第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干后得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
实施例9
本实施例提供一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液，在第一混合液中，硝酸钴与硝酸铬的总物质的量为0.005mol，硝酸钴与硝酸铬摩尔比为1：1；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为15：100配制甲酰胺与水的混合液，向甲酰胺与水的混合液中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，得到第二混合液；
(3)取125ml第二混合液逐滴加到所述第一混合液中，使氢氧化钠的物质的量为两倍硝酸钴的物质的量与三倍氢氧化铬的物质的量之和，反应1h，将反应产物离心过滤，用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，甲酰胺水溶液中甲酰胺与水的体积比为15：100，将过滤物烘干，烘干温度为60℃，时间12h，得到钴铬氢氧化物粉末；
(4)将五氧化二磷溶于异丙醇中配制0.5mg/mL的五氧化二磷溶液，取10mg钴铬氢氧化物粉末加到2ml五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将上述磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到60μLNafion溶液中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％，超声混合1h，得到第三混合液，取10μL第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干后得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
实施例10
本实施例提供一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液，在第一混合液中，硝酸钴与硝酸铬的总物质的量为0.005mol，硝酸钴与硝酸铬摩尔比为3：1；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为15：100配制甲酰胺与水的混合液，向甲酰胺与水的混合液中加入氢氧化钠，使氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，得到第二混合液；
(3)取112.5ml第二混合液逐滴加到所述第一混合液中，使氢氧化钠的物质的量为两倍硝酸钴的物质的量与三倍氢氧化铬的物质的量之和，反应2h，将反应产物离心过滤，用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，甲酰胺水溶液中甲酰胺与水的体积比为15：100，将过滤物烘干，烘干温度为60℃，时间12h，得到钴铬氢氧化物粉末；
(4)将五氧化二磷溶于乙醇中配制0.5mg/mL的五氧化二磷溶液，取10mg钴铬氢氧化物粉末加到2ml五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将上述磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到60μLNafion溶液中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％，超声混合1h，得到第三混合液，取10μL第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干后得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
实施例11
本实施例对商用RuO2催化剂、裸露泡沫镍的电催化分解水产氧的能力分别进行测试，并与P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs分别进行对比。具体内容如下：
在电化学工作站上采用三电极系统，测试商用RuO2催化剂电催化分解水产氧的能力，具体测试过程如下：
以商用RuO2为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，测试商用RuO2的过电位，其电催化产氧线性扫描伏安曲线如图6所示。
在电化学工作站上采用三电极系统，测试裸露泡沫镍电催化分解水产氧的能力，具体测试过程如下：
以裸露泡沫镍为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，测试过电位，电催化产氧线性扫描伏安曲线如图6所示。
由图6结果可知，比较P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs、商用RuO2和裸露泡沫镍的电催化产氧性能，发现P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs的电催化产氧性能优于商用RuO2和裸露泡沫镍的，且P0.5-Co2Cr1-LDHs的电催化产氧性能优于P0-Co2Cr1-LDHs，因此磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂比不掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂具有更优的电催化析氧性能。
实施例12
本实施例测试P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs、商用RuO2在不同电流密度下的过电位及Tafel曲线，以比较P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs、商用RuO2的电催化分解水产氧的能力。具体过程如下：
以P0.5-Co2Cr1-LDHs为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，分别设置电流密度为10、20、50mA/cm2，测试P0.5-Co2Cr1-LDHs在不同电流密度下的过电位，不同电流密度下的过电位统计图如图8所示。
以P0-Co2Cr1-LDHs为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，分别设置电流密度为10、20、50mA/cm2，测试P0-Co2Cr1-LDHs在不同电流密度下的过电位，不同电流密度下的过电位统计图如图8所示。
以商用RuO2为工作电极，以铂片电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以1mol/L氢氧化钾溶液为电解液，分别设置电流密度为10、20、50mA/cm2，测试商用RuO2在不同电流密度下的过电位，不同电流密度下的过电位统计图如图8所示。
图9是P0.5-Co2Cr1-LDHs、P0-Co2Cr1-LDHs、商用RuO2的Tafel曲线。
由图8结果可知，在电流密度分别为10、20和50mA/cm2时，P0.5-Co2Cr1-LDHs对应的过电位分别为264、277和294mV，P0-Co2Cr1-LDHs对应的过电位分别为285、303和325mV，商用RuO2对应的过电位分别为284、311和349mV，过电位越低，反应速度越快，耗能越少，析氧性能越好，因此，磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化析氧性能优于不掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂和商用RuO2。
由图9结果可知，P0.5-Co2Cr1-LDHs的Tafel斜率为45mV/dec，P0-Co2Cr1-LDHs的斜率为57mV/dec，商用RuO2的斜率为86mV/dec，塔菲尔斜率表示电化学反应难易程度，斜率越小表示电化学反应越容易发生，因此，磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的电催化析氧性能优于不掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂和商用RuO2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照硝酸钴、硝酸铬摩尔比为1～3：1，将硝酸钴水溶液、硝酸铬水溶液混合，得到第一混合液；
(2)按照甲酰胺、水的体积比为15～30：100配制甲酰胺/水混合液，向甲酰胺/水混合液中加入氢氧化钠，得到第二混合液，所述第二混合液中氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；
(3)把所述第二混合液逐滴加到所述第一混合液中反应1～2h，得到钴铬氢氧化物粉末；
(4)按照钴铬氢氧化物粉末与五氧化二磷溶液的质量体积比5mg/mL，把钴铬氢氧化物粉末加到五氧化二磷溶液中，超声条件下反应1h，反应产物自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物；
(5)将磷原子掺杂的钴铬氢氧化物加到Nafion溶液中混合得到第三混合液，把所述的第三混合液涂覆于泡沫镍上，自然晾干得到磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
2.根据权利要求1所述的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，反应后还包括将反应产物离心过滤，洗涤过滤物，将过滤物烘干的操作，烘干温度为60℃，时间12h。
3.根据权利要求2所述的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，其特征在于，用甲酰胺水溶液洗涤过滤物，所述甲酰胺水溶液中，甲酰胺与水的体积比为15～30：100。
4.根据权利要求1所述的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，配制五氧化二磷溶液的溶剂选自有机醇，五氧化二磷在五氧化二磷溶液中的浓度为0.25～1mg/mL。
5.根据权利要求4所述的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中的任一种。
6.根据权利要求1所述的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，Nafion溶液的质量百分比浓度为5％。
7.一种由权利要求1～6任一项所述的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂的制备方法制备得到的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物基催化剂。
8.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，包括泡沫镍基体及在泡沫镍基体上涂覆成型的磷原子掺杂的钴铬氢氧化物催化层。
9.一种如权利要求7、8任一项所述的催化剂在分解水产氧反应上的应用。
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