CN112591724A - 一种磷化二铁镍催化剂的制备方法 - Google Patents

一种磷化二铁镍催化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112591724A
CN112591724A CN202011486153.3A CN202011486153A CN112591724A CN 112591724 A CN112591724 A CN 112591724A CN 202011486153 A CN202011486153 A CN 202011486153A CN 112591724 A CN112591724 A CN 112591724A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
phosphide catalyst
iron phosphide
preparation
deionized water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011486153.3A
Other languages
English (en)
Inventor
余愿
林宋敏
孙东峰
许并社
孟方友
楚文慧
郑巧雨
陈小翊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN202011486153.3A priority Critical patent/CN112591724A/zh
Publication of CN112591724A publication Critical patent/CN112591724A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/08—Other phosphides
    • C01B25/088—Other phosphides containing plural metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

本发明属于制氢催化剂制备技术领域，具体涉及一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，具体按照以下步骤进行：以尿素、可溶性铁盐及可溶性镍盐为原料，氟化铵为形貌调控剂，通过水热反应获得前驱体，再将前驱体在惰性条件下进行磷化处理，即得磷化二铁镍催化剂；本发明提供的磷化二铁镍催化剂的制备方法，使用的原料价格低廉，制备周期短、无需高温红磷和高沸点有机物，方法简单、安全，所需设备简单，适合大规模生产。

Description

一种磷化二铁镍催化剂的制备方法
技术领域
本发明属于制氢催化剂制备技术领域，具体涉及一种磷化二铁镍催化剂的制备方法。
背景技术
随着化石燃料的大量消耗，随之带来的是严峻的环境问题和能源问题，故开发清洁、环境友好、再生能源迫在眉捷。氢能具有能量密度高、产物清洁、燃烧热值高等优点，被认为是传统的化石燃料的理想替代者。在众多的制备的方法中，电解水制氢工艺简单，产物清洁，是一种获得高效的氢气的途径，但其反应动力学缓慢需要电位较高，制备过程会消耗额外的能量，故高活性催化剂的加入是关键。目前，贵金属的催化性能是最好的，但是由于价格昂贵和贮量少，妨碍了其商业化应用。开发资源丰富、高效、稳定性突出的非贵金属催化剂代替贵金属，在未来可实现大规模生产。金属磷化物催化剂如磷化铁、磷化钼、磷化镍及其复合磷化物等由于其优异的催化性能得到广泛关注。
其中，磷化二铁镍因优异的催化性能被广泛关注，目前制备磷化二铁镍的过程中一般需使用高温红磷和高沸点有机物，较高温度会导致安全问题；而KonstantinD.Litasov等人用Fe2P-barringerite reagent、Fe-P和Fe-Ni-P混合之后在400-500℃下进行退火15-45天得到了磷化二铁镍催化剂((Fe,Ni)2P)，虽然其避免了高温红磷的使用，但其制备所用的原料不易得到，且制备周期在15天以上。因此开发一种安全高效制备磷化二铁镍催化剂的方法是非常有必要的。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，使用的原料价格低廉，制备过程简单、安全、周期短，所需设备简单，适合大规模生产。
本发明提供的一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、以尿素、可溶性铁盐及可溶性镍盐为原料，氟化铵为形貌调控剂，在100-180℃通过水热反应制备前驱体；
S2、惰性气体氛围下，利用次磷酸钠对S1制备的前驱体在220-450℃下进行磷化处理，即制得磷化二铁镍催化剂。
优选的，可溶性铁盐为九水硝酸铁。
优选的，可溶性镍盐为六水硝酸镍。
优选的，S1中，所述尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍的摩尔比为1：1-2:0.1-1:0.05-0.2。
优选的，S1中，所述水热反应的时间为1-12h。
优选的，S2中，所述次磷酸钠和尿素的质量比为0.1-5:1。
优选的，将尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍溶于水，制备水溶液，将水溶液与碳布密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中进行水热反应。
优选的，S2中，所述磷化处理过程中，将前驱体和次磷酸钠分别放至瓷舟上游和下游，以60-160mL/min速率通入惰性气体。
优选的，S2中，所述磷化处理的时间是1-5h。
优选的，S2中，以1-5℃/min的升温速率升温至220-450℃。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明以尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍为反应原料，经水热反应形成前驱体，将前驱体在惰性气体氛围下，通过低温磷化法就可制备得到磷化二铁镍催化剂，上述制备过程中无需高温红磷和高沸点有机物，所采用的尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍原料价格低廉、安全；
(2)上述过程中氟化铵作为形貌调控剂，无需其他硬模板，使得制备出产物无需复杂处理，制备周期短，方法简单，且所需设备简单，适合大规模生产。
附图说明
图1为实施例1制备的磷化二铁镍催化剂的X射线衍射图；
图2为实施例1制备的磷化二铁镍催化剂的催化性能图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。下述实验方法和检测方法，如没有特殊说明，均为常规方法；涉及的原料和试剂，如没有特殊说明，均为市售。
本发明提供了一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、以尿素、可溶性铁盐及可溶性镍盐为原料，氟化铵为形貌调控剂，在100-180℃通过水热反应制备前驱体；
S2、惰性气体氛围下，利用次磷酸钠对S1制备的前驱体在220-450℃下进行磷化处理，即制得磷化二铁镍催化剂。
下面以尿素、九水硝酸铁、六水硝酸镍和氟化铵为例，具体说明上述方法，需要说明的是，除了九水硝酸铁、六水硝酸镍，其他可溶性铁盐和可溶性镍盐也可用于本发明，且达到相同的效果。
实施例1
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按60mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例2
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.3g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例3
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.9g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按100mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例4
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.1852g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠(惰性条件是按160mL/min通入氩气)分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例5
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.5556g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例6
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、0.404g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例7
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、4.04g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例8
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.1454g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例9
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.4362g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例10
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.4362g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至100℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例11
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.4362g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至180℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例12
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.4362g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持1个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例13
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.37.04g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.4362g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持12个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例14
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和0.1g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例15
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和2g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例16
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以1℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例17
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以5℃/min的升温速率升温至320℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例18
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至220℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例19
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至450℃，并保持2h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例20
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持1h，即得磷化二铁镍催化剂。
实施例21
一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将0.6g尿素、0.3704g氟化铵、1.616g九水硝酸铁及0.2908g六水硝酸镍溶于30mL去离子水中，搅拌形成透明的溶液，然后将透明溶液与一块碳布(作为生长基底，经过硝酸、去离子水、乙醇处理烘干，2×2cm)密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中，在烘箱中加热至130℃保持8个小时，冷却到室温，将样品取出，用去离子水超声清洗，放到60℃烘箱中烘干，将制得前驱体和1.5g次磷酸钠分别放到瓷舟上游和下游，在惰性条件下(惰性条件是按160mL/min通入氩气)以2℃/min的升温速率升温至320℃，并保持5h，即得磷化二铁镍催化剂。
由于上述实施例制备得到的磷化二铁镍催化剂的结构及性能基本相同，故以下仅对实施例1制备得到的催化剂的结构及性能进行说明。
对制备得到的催化剂进行X射线衍射，结果如图1所示。由图1可知，XRD峰位出现在41.443，412.611，43.626，48.266和55.222°，对应是(202)，(211)，(103)，(013)和(300)晶面(PDF 54-1126)，表明本申请成功制备得到磷化二铁镍催化剂。
对实施例1制备得到的催化剂的电化学性能进行检测，结果如图2所示。由图2可知，(Fe,Ni)2P/CC在碱性溶液中，电流密度为10mA.cm-2需要的过电位为96mV，说明本发明实施例制备得到的催化剂具有较好的催化性能。
由此可得，本发明以尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍为反应原料，经水热反应形成前驱体，将前驱体在惰性氛围下，通过低温磷化法就可制备得到磷化二铁镍催化剂，且制得的磷化二铁镍催化剂具有较好的催化性能；该制备过程中无需高温红磷和高沸点有机物，所采用的原料价格低廉、安全；另外，制备过程无需复杂的步骤，制备周期短(背景技术中制备周期至少15天，本申请数小时内即可完成)，方法简单，且所需设备简单，适合大规模生产。
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以尿素、可溶性铁盐及可溶性镍盐为原料，氟化铵为形貌调控剂，在100-180℃通过水热反应制备前驱体；
S2、惰性气体氛围下，利用次磷酸钠对S1制备的前驱体在220-450℃下进行磷化处理，即制得磷化二铁镍催化剂。
2.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S1中，可溶性铁盐为九水硝酸铁。
3.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S1中，可溶性镍盐为六水硝酸镍。
4.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S1中，所述尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍的摩尔比为1：1-2:0.1-1:0.05-0.2。
5.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S1中，所述水热反应的时间为1-12h。
6.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S1中，将尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍溶于水，制备水溶液，将水溶液与碳布密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中进行水热反应。
7.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述次磷酸钠和尿素的质量比为0.1-5:1。
8.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述磷化处理的过程中，将前驱体和次磷酸钠分别放至瓷舟上游和下游，以60-160mL/min速率通入惰性气体。
9.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述磷化处理的时间是1-5h。
10.根据权利要求1所述的磷化二铁镍催化剂的制备方法，其特征在于，S2中，以1-5℃/min的升温速率升温至220-450℃。
CN202011486153.3A 2020-12-16 2020-12-16 一种磷化二铁镍催化剂的制备方法 Pending CN112591724A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011486153.3A CN112591724A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 一种磷化二铁镍催化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011486153.3A CN112591724A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 一种磷化二铁镍催化剂的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112591724A true CN112591724A (zh) 2021-04-02

Family

ID=75196356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011486153.3A Pending CN112591724A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 一种磷化二铁镍催化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112591724A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782724A (zh) * 2021-09-09 2021-12-10 安徽工业大学 一种磷化镍铁-碳复合材料及其制备方法和用途
CN114195108A (zh) * 2022-01-05 2022-03-18 东北大学 一种磁场诱导合成Ni2P一维纳米链及其制备方法和应用
CN117604569A (zh) * 2024-01-17 2024-02-27 海南深远海新能源科技有限公司 一种用于电解水制氢的异质结构催化剂的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1103772A (en) * 1965-02-15 1968-02-21 Albert Ag Chem Werke Phosphates
CN107376958A (zh) * 2017-06-05 2017-11-24 国家纳米科学中心 NiFeP双功能过渡金属磷化物催化剂及其制备和用途
CN108083242A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 国家纳米科学中心 三元磷化镍铁纳米片、其制备方法及电解水的用途
CN109821561A (zh) * 2019-03-22 2019-05-31 黑龙江大学 一种自支撑磷化钴铁纳米微球电催化剂的制备方法
CN111747388A (zh) * 2020-06-24 2020-10-09 三峡大学 一种自支撑磷化镍铁复合纳米片的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1103772A (en) * 1965-02-15 1968-02-21 Albert Ag Chem Werke Phosphates
CN107376958A (zh) * 2017-06-05 2017-11-24 国家纳米科学中心 NiFeP双功能过渡金属磷化物催化剂及其制备和用途
CN108083242A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 国家纳米科学中心 三元磷化镍铁纳米片、其制备方法及电解水的用途
CN109821561A (zh) * 2019-03-22 2019-05-31 黑龙江大学 一种自支撑磷化钴铁纳米微球电催化剂的制备方法
CN111747388A (zh) * 2020-06-24 2020-10-09 三峡大学 一种自支撑磷化镍铁复合纳米片的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782724A (zh) * 2021-09-09 2021-12-10 安徽工业大学 一种磷化镍铁-碳复合材料及其制备方法和用途
CN114195108A (zh) * 2022-01-05 2022-03-18 东北大学 一种磁场诱导合成Ni2P一维纳米链及其制备方法和应用
CN117604569A (zh) * 2024-01-17 2024-02-27 海南深远海新能源科技有限公司 一种用于电解水制氢的异质结构催化剂的制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112591724A (zh) 一种磷化二铁镍催化剂的制备方法
CN108671948B (zh) 一种自组装超薄花状镍钴磷化物电催化材料的制备方法
CN108283926A (zh) 一种原位生长在泡沫镍上具有片状结构的镍铁双金属氢氧化物制备方法
CN113122877B (zh) 一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂及其制备方法和应用
CN112076738B (zh) 一种硼掺杂缺陷型氧化锌及其制备方法和应用
CN109746011B (zh) 一种mof基衍生的复合光催化剂及其制备方法
CN112542592B (zh) 一种杂原子掺杂钴钼双元金属碳化物纳米复合材料及其制备方法和应用
CN110586117B (zh) 一种Co3O4/CuMoO4复合物及其制备方法和应用
CN109665525B (zh) 一种“哑铃型”铁氮双掺杂多孔碳的制备方法
CN112108165A (zh) 氮和磷双掺杂碳包覆磷化钼催化剂的制备方法及其应用
CN108054391A (zh) 一种枝状Pd纳米晶体催化剂的合成方法及其应用
CN113122878B (zh) 一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆金属钴催化剂、制备方法及应用
CN111437853A (zh) 一种负载碳化钒的CoP微球三功能催化材料的制备方法及其应用
CN111584884A (zh) 一种燃料电池双元合金催化剂的微波制备方法
CN111821973B (zh) 一种水分解制氢光催化剂及其制备方法与应用
CN112592484B (zh) 以5-巯基-1-苯基-1h-四氮唑为配体构筑的mof材料及其衍生物制备方法和应用
CN114293203B (zh) 氮磷共掺杂石墨烯/磷化钴纳米片阵列催化剂的制备方法
CN110947400A (zh) 一种具有多种缺陷结构的硫掺杂多孔碳气凝胶用作氮还原电催化剂的制备方法
CN110292942B (zh) 一种硼氢化钠水解制氢催化剂及其制备方法
CN114293217B (zh) 一种还原氧化石墨烯复合金属纳米阵列催化剂的制备方法
CN114318399B (zh) 钴复合钴镍合金/氮掺杂石墨烯纳米催化剂的制备方法
CN108452804B (zh) 一种用于电催化水解的氧化亚铜-四氧化三钴核壳材料的制备方法及其产品
CN110010914A (zh) 一种适用于高温下甲醇燃料电池的一维PtCuCo合金纳米链状催化剂及合成方法
CN113174601B (zh) 基于氮和硫共掺杂还原氧化石墨烯上原位生长的硫化镍电催化剂、制备方法及应用
CN115663215B (zh) 负载型电催化剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination