CN115354359A - 铀负载四氧化三钴纳米片的制备及在电催化碱性析氧反应中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备及在电催化碱性析氧反应中的应用，包括：制备ZIF‑67前驱体分散液；将硝酸铀酰溶液加入ZIF‑67前驱体分散液中，搅拌，稀释并加热搅拌处理，离心，洗涤，真空干燥；将真空干燥后的材料和炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入乙醇和Nafion溶液，超声，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸上，真空干燥；在电化学工作站中，以硝酸铀酰溶液为电解液，真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片。本发明铀负载四氧化三钴纳米片对‑OH有非常高的结合亲和力，并且在反应过程中能够增加羟基物种的生成，从而增强电催化析氧反应。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备及在电催化碱性析氧反应中的应用。
背景技术
核工业的发展产生了大量的放射性废水。铀作为一种重要的核燃料，普遍存在于放射性废水中，其半衰期长、毒性强，对环境造成严重污染。目前，放射性废水中的铀一般采用提取、固化、填埋等一系列工艺处理，导致铀资源大量废弃。另一方面，由于6d-5f杂化现象，铀具有从+3到+6的多种化合价，这为氧化还原反应提供了可变的配位环境和潜在的催化性能。与过渡金属中的d电子类似，铀中的活性5f电子能够形成亲电配合物并活化惰性分子。因此，直接制备含铀化合物作为高活性催化剂是一种将放射性废物变废为宝的有效策略。
在电催化反应中，电化学水分解由两个半反应组成：阴极上的析氢反应(HER)和阳极上的析氧反应(OER)。水电解是一种生产高纯度氢气的高效清洁技术。尽管提供了一种制造高纯度氢气的有效方法，但电化学水分解在大规模氢气生产中的实际应用受到限制，因为它是一种具有大过电位的强烈上坡反应(商业电解槽通常在1.8V～2.0V的电池电压下运行，远高于1.23V的理论最小值)。理想的HER或OER催化剂必须满足两个基本要求。首先，两个半反应的催化剂必须具有高活性，最小的过电势可以产生大的电流密度。其次，它必须表现出长期的稳定性。
在电解水制氧中，碱性电解水由于较高的析氧过电位而更受关注，而碱性电解水析氧的催化剂(如氧化物、硫化物)通常面临H*的产生能垒高，需要活化裂解水。现有技术中发现铀酰“类单原子”极易与-OH成键，进而活化裂解水能垒极低，是碱性电解水析氧的理想高效催化剂。尽管目前铀基催化剂在催化氧化小分子作用方面已经取得了很大的进展，但铀基催化剂在电解水析氧方面少有研究。在电催化析氧反应中，钴(Co)因其对水分解的催化能力而成为一种有趣的非贵金属，由于此类配合物的合成问题，这仍然是一项具有挑战性的任务。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将醋酸钴溶解在含有十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液加入，搅拌，得到混合溶液；将混合溶液加入高压反应釜中，110～130℃反应8～12h，冷却至室温后，离心，洗涤，得到，ZIF-67纳米板，将其分散在乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中，搅拌，取搅拌后的分散液用乙醇稀释后加水，并加热搅拌处理，离心收集产物，洗涤，真空干燥；
步骤三、将真空干燥后的材料和炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入乙醇和Nafion溶液，超声，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片。
优选的是，所述步骤一中，醋酸钴与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为3～5:1；所述醋酸钴与水的质量体积比为1g:150～180mL；所述醋酸钴与2-甲基咪唑水溶液中的2-甲基咪唑的质量比为1:8～12；搅拌的时间为0.5～1.5h。
优选的是，所述步骤二中，硝酸铀酰溶液的浓度为8mg/L；所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的0.5～6％；搅拌的时间为24h；加热搅拌的温度为90℃，时间为30min。
优选的是，所述步骤二中，加入搅拌处理的过程在微波超声波一体化反应器中进行，同时开启微波和超声波，在处理温度为60～70℃下进行协同处理15～25min；协同处理的微波功率为300～500W，超声功率为300～500W，超声频率为45KHz。
优选的是，所述步骤三中，真空干燥后的材料与炭黑的质量比为1:3；所述真空干燥后的材料与Nafion溶液的质量体积比为3mg:40μL；所述真空干燥后的材料与乙醇的质量体积比为3mg:2mL；Nafion溶液的浓度为5wt％；超声的时间为至少半小时。
优选的是，所述步骤四中，硝酸铀酰溶液的浓度为8mg/L；电化学脉冲伏安法的电压为-4V；脉冲时间为5s，脉冲周期10～200；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+、Fe3+中的一种或多种，其浓度均为80mg/L。
本发明还提供一种如上所述的制备方法制备的铀负载四氧化三钴纳米片在电催化碱性析氧反应中的应用，包括：将铀负载四氧化三钴纳米片加入Nafion溶液和乙醇中，超声分散，得到催化剂油墨，将催化剂油墨滴加到碳纸上，真空干燥；
采用三电极体系，以真空干燥的材料作为工作电极，以铂丝电极为对电极，以汞/氧化汞电极为参比电极，采用线性扫描伏安法在O2饱和1M KOH中进行电催化碱性析氧反应。
优选的是，铀负载四氧化三钴纳米片与Nafion溶液的质量体积比为1mg:10μL；铀负载四氧化三钴纳米片与乙醇的质量体积比为3mg:2mL；Nafion溶液的浓度为5wt％；超声的时间为4h。
本发明至少包括以下有益效果：本发明成功构建了一种高活性、高稳定性铀酰“类单原子”催化剂U/Co3O4。铀酰“类单原子”主要以U(VI)的存在形式吸附在Co3O4上。铀酰“类单原子”的引入显着提高Co3O4纳米片的碱性OER活性。电子结构研究表明，铀酰“类单原子”对-OH有非常高的结合亲和力，并且在反应过程中能够增加羟基物种的生成，从而增强电催化析氧反应。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1(A)3％U/Co3O4纳米片的透射图(TEM)；(B)HRTEM图像；(C-F)HAADF-STEM和STEM-EDX元素映射图像；
图2为Co3O4和U/Co3O4纳米片的XRD图像；
图3为Co3O4和U/Co3O4的XPS全谱；
图4为Co3O4和U/Co3O4纳米片在1M KOH电解液中的LSV曲线；
图5为Co3O4和U/Co3O4纳米片的Tafel斜率图；
图6为Co3O4和U/Co3O4纳米片纳米片在1M NaCl电解液中的LSV曲线；
图7为3％U/Co3O4纳米片在2000次循环后的LSV曲线；
图8为Co3O4和U/Co3O4纳米片的过电位(电流密度为10mA·cm-2)；
图9为1％U/Co3O4、1％U/Co3O4-1、3％U/Co3O4、3％U/Co3O4-1纳米片的过电位(电流密度为10mA·cm-2)；
图10为(A)Co3O4在不同扫描速率下的CV曲线；(B)1％U/Co3O4在不同扫描速率下的CV曲线；(C)3％U/Co3O4在不同扫描速率下的CV曲线；(D)5％U/Co3O4在不同扫描速率下的CV曲线；
图11为Co3O4和U/Co3O4纳米片的充电电流密度差与扫描速率的关系；
图12为OER反应前Co3O4和3％U/Co3O4的接触角测试；
图13为电催化析氧反应前和反应后3％U/Co3O4的H核磁共振(HNMR)峰谱；
图14为电催化析氧反应前和反应后3％U/Co3O4的热重(TG)图谱。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.124g醋酸钴溶解在21mL含有0.0288g十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液(5mL含1.2g 2-甲基咪唑的水溶液)加入，室温下搅拌1h，得到混合溶液；将混合溶液加入内衬特氟龙的不锈钢高压反应釜中，120℃反应10h，冷却至室温后，离心，用乙醇洗涤，得到ZIF-67纳米板，将其分散在10mL乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将浓度为8mg/L的硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中(所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的1％)，室温搅拌24h，取搅拌后的分散液5mL用乙醇稀释至20mL后加5mL水，并加热90℃搅拌处理30分钟，离心收集产物，用乙醇洗涤，真空干燥过夜；
步骤三、将3mg真空干燥后的材料和9mg炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入2mL乙醇和40μL Nafion溶液(5％)，超声至少半小时，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸(1×2cm)上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以8mg/L硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片(1％U/Co3O4)；电化学脉冲伏安法的脉冲电压为-4V，脉冲周期为20；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+和Fe3+，其浓度均为80mg/L；
实施例2：
一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.124g醋酸钴溶解在21mL含有0.0288g十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液(5mL含1.2g 2-甲基咪唑的水溶液)加入，室温下搅拌1h，得到混合溶液；将混合溶液加入内衬特氟龙的不锈钢高压反应釜中，120℃反应10h，冷却至室温后，离心，用乙醇洗涤，得到ZIF-67纳米板，将其分散在10mL乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将浓度为8mg/L的硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中(所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的3％)，室温搅拌24h，取搅拌后的分散液5mL用乙醇稀释至20mL后加5mL水，并加热90℃搅拌处理30分钟，离心收集产物，用乙醇洗涤，真空干燥过夜；
步骤三、将3mg真空干燥后的材料和9mg炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入2mL乙醇和40μL Nafion溶液(5％)，超声至少半小时，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸(1×2cm)上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以8mg/L硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片(3％U/Co3O4)；电化学脉冲伏安法的脉冲电压为-4V，脉冲周期为20；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+和Fe3+，其浓度均为80mg/L；
实施例3：
一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.124g醋酸钴溶解在21mL含有0.0288g十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液(5mL含1.2g 2-甲基咪唑的水溶液)加入，室温下搅拌1h，得到混合溶液；将混合溶液加入内衬特氟龙的不锈钢高压反应釜中，120℃反应10h，冷却至室温后，离心，用乙醇洗涤，得到ZIF-67纳米板，将其分散在10mL乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将浓度为8mg/L的硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中(所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的5％)，室温搅拌24h，取搅拌后的分散液5mL用乙醇稀释至20mL后加5mL水，并加热90℃搅拌处理30分钟，离心收集产物，用乙醇洗涤，真空干燥过夜；
步骤三、将3mg真空干燥后的材料和9mg炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入2mL乙醇和40μL Nafion溶液(5％)，超声至少半小时，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸(1×2cm)上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以8mg/L硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片(5％U/Co3O4)；电化学脉冲伏安法的脉冲电压为-4V，脉冲周期为20；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+和Fe3+，其浓度均为80mg/L；
实施例4:
一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.124g醋酸钴溶解在21mL含有0.0288g十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液(5mL含1.2g 2-甲基咪唑的水溶液)加入，室温下搅拌1h，得到混合溶液；将混合溶液加入内衬特氟龙的不锈钢高压反应釜中，120℃反应10h，冷却至室温后，离心，用乙醇洗涤，得到ZIF-67纳米板，将其分散在10mL乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将浓度为8mg/L的硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中(所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的1％)，室温搅拌24h，取搅拌后的分散液5mL用乙醇稀释至20mL后加5mL水，加入微波超声波一体化反应器中，同时开启微波和超声波，在处理温度为65℃下进行协同处理20min；协同处理的微波功率为500W，超声功率为500W，超声频率为45KHz；离心收集产物，用乙醇洗涤，真空干燥过夜；
步骤三、将3mg真空干燥后的材料和9mg炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入2mL乙醇和40μL Nafion溶液(5％)，超声至少半小时，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸(1×2cm)上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以8mg/L硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片(1％U/Co3O4-1)；电化学脉冲伏安法的脉冲电压为-4V，脉冲周期为20；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+和Fe3+，其浓度均为80mg/L；
实施例5：
一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.124g醋酸钴溶解在21mL含有0.0288g十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液(5mL含1.2g 2-甲基咪唑的水溶液)加入，室温下搅拌1h，得到混合溶液；将混合溶液加入内衬特氟龙的不锈钢高压反应釜中，120℃反应10h，冷却至室温后，离心，用乙醇洗涤，得到ZIF-67纳米板，将其分散在10mL乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将浓度为8mg/L的硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中(所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的3％)，室温搅拌24h，取搅拌后的分散液5mL用乙醇稀释至20mL后加5mL水，加入微波超声波一体化反应器中，同时开启微波和超声波，在处理温度为65℃下进行协同处理20min；协同处理的微波功率为500W，超声功率为500W，超声频率为45KHz；离心收集产物，用乙醇洗涤，真空干燥过夜；
步骤三、将3mg真空干燥后的材料和9mg炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入2mL乙醇和40μL Nafion溶液(5％)，超声至少半小时，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸(1×2cm)上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以8mg/L硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片(3％U/Co3O4-1)；电化学脉冲伏安法的脉冲电压为-4V，脉冲周期为20；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+和Fe3+，其浓度均为80mg/L；
应用例：
一种如上所述的制备方法制备的铀负载四氧化三钴纳米片在电催化碱性析氧反应中的应用，包括：
将3mg铀负载四氧化三钴纳米片(1％U/Co3O4、3％U/Co3O4、5％U/Co3O4或Co3O4)加入30μL Nafion溶液(5wt％)和2mL乙醇中，超声分散4h，得到催化剂油墨，将催化剂油墨滴加到1×2cm2碳纸上，真空干燥；
OER电化学测量是在一个典型的三电极系统中的电化学站(CHI660E)上进行的，该系统包含40mL的O2饱和1M KOH电解质，在室温和大气压下进行。采用三电极体系，以真空干燥的材料作为工作电极，以铂丝电极为对电极，以汞/氧化汞电极为参比电极，采用线性扫描伏安法在O2饱和1MKOH中进行电催化碱性析氧反应；通过线性扫描伏安法测量记录极化曲线，扫描速率为5mV s-1。考虑到电化学活性表面积与双层电容(Cdl)的值有关，通过利用循环伏安图(CV)测量来计算Cdl。所有电位都是转换为可逆氢电极(RHE)。CV曲线的电位窗口相对于可逆氢电极下(vs.RHE)为1.22V至1.32V，扫描速率为20、40、60、80和100mV·s-1。各种样品的双层电容(Cdl)由CV曲线确定，预计其与有效表面积成线性比例。在-0.05V的扫描速率下，通过绘制Δj＝ja-jc(即阳极电流密度和阴极电流密度的差值)来估算Cdl。线性斜率相当于Cdl的两倍，与电化学活性表面积呈正相关。
图1为(A)3％U/Co3O4纳米片的透射图(TEM)；(B)HRTEM图像；(C-F)HAADF-STEM和STEM-EDX元素映射图像；3％U/Co3O4的透射电子显微镜(TEM)图像如图1(A)所示，可以看出U/Co3O4呈现出典型的正方形状结构，尺寸大小约200nm。从3％U/Co3O4的HRTEM图像(图1(B))可以看出发现，在3％U/Co3O4的(311)晶面上分布了晶面间距为0.24nm的晶格条纹。图1(C-F)显示了3％U/Co3O4的HAADF-STEM和STEM-EDX图像，可以看出，Co、O、U均匀分布在材料上，表明U/Co3O4纳米片的成功制备。
图2为样品的X射线衍射(XRD)图谱，其显示了在合成U/Co3O4后，XRD图谱与Co3O4一致，表明铀的引入并没有改变晶体的结构，再次证明了U/Co3O4的成功合成。
通过X射线光电子能谱(XPS)进一步研究了Co3O4和U/Co3O4的电子性质(图3)。如图3所示，在U/Co3O4全谱中，能够检测到Co、O、U的信号峰，没有其他离子存在，表明材料的成功制备。
图4展示了Co3O4、1％U/Co3O4、3％U/Co3O4和5％U/Co3O4纳米片的线性伏安扫描曲线(LSV)。从图中可以看出，铀的引入促进了Co3O4纳米片的电催化析氧反应(OER)活性。在U/Co3O4纳米片中，含有3％U原子纳米片(3％U/Co3O4)取得了最好的优异性能，在电流密度为10mA·cm-2时，过电位仅为257mV vs.RHE低于原始Co3O4的过电位320mV vs.RHE。当铀负载量增加5％时，电催化析氧性能明显受到抑制，这可能是由于过量的铀负载导致电催化析氧过程中关键物种的缺失，从而降低了活性位点数量，因此电催化析氧性能受到抑制。此外，如图5所示，3％U/Co3O4的Tafel斜率为108mV·dec-1，远低于原始Co3O4纳米片的的190mV·dec-1。鉴于3％U/Co3O4对碱性HER的高活性催化作用，如图6所示，测试了在中性电解液中的电催化性能。3％U/Co3O4在1M NaCl电解液中，铀的引入明显增强中性电解液的电催化析氧性能，并且与碱性电解液规律大致相同，但此时的过电位远高于碱性OER。如图7所示，3％U/Co3O4纳米片的LSV曲线在2000次CV测试循环后表现出可忽略不计的变化。
图8为Co3O4和U/Co3O4纳米片的过电位(电流密度为10mA·cm-2)。如图8所示，3％U/Co3O4纳米片的过电位最低，在电流密度为10mA·cm-2时，与原始Co3O4纳米片相比，过电位降低了63mV vs.RHE。
图9为1％U/Co3O4、1％U/Co3O4-1、3％U/Co3O4、3％U/Co3O4-1纳米片的过电位(电流密度为10mA·cm-2)。如图9所示，1％U/Co3O4-1和3％U/Co3O4-1纳米片的过电位均低于1％U/Co3O4和3％U/Co3O4，说明采用加入微波超声波一体化反应器中进行处理的过程提高了铀的负载效果。
本发明的铀酰“类单原子”催化剂增强了Co3O4的碱性OER活性，基于不同扫描速率下的CV测试，双层电容(Cdl)从原始Co3O4的1.68mF·cm-2显著增加到3％U/Co3O4纳米片的31.79mF·cm-2。在进一步将铀含量增加到5％后，Cdl急剧下降到4.48mF·cm-2(图10(A-D)和图11)
利用表面张力测定仪测定了Co3O4和3％U/Co3O4纳米片在OER反应前的亲水性。如图12(A)所示，Co3O4纳米片的接触角为70°，图12(B)是3％U/Co3O4纳米片的接触角测定数，为58.19°，通过比较发现，在引入铀酰离子之后，3％U/Co3O4变得更加亲水。
图12(C-D)显示了Co3O4和3％U/Co3O4纳米片在电催化析氧反应后的表面张力测试。图12(C)显示了Co3O4纳米片在OER反应后的接触角62°，与反应之前相比。值得注意的是，图12(D)3％U/Co3O4纳米片表现为完全吸收，表明与电催化析氧反应前相比，铀基催化剂的亲水性得到大大提升，进一步证明在电催化反应过程中，铀酰离子对羟基的强捕获能力。
为了分析电催化剂3％U/Co3O4纳米片在反应前后-OH物种的变化，测试了该催化剂的核磁共振氢谱(HNMR)，如图13所示，在电催化析氧反应前，3％U/Co3O4纳米片检测出两个主要的峰，在4.79ppm化学位移处，是属于-OH基团，而在5.54ppm化学位移处，检测到少量的属于H2O的峰，可能是由于样品未完全干燥造成的。值得注意的是，在电催化析氧反应后，3％U/Co3O4纳米片在4.79ppm化学位移处的峰强度明显增强，表明羟基物种在电催化反应后明显增多，证明铀酰离子在电催化反应过程中存在电子转移。
考虑到在电解水析氧反应过程中，水重量是一个不可忽略的重要指标，为此，测试了催化剂在反应前后的热重曲线。如图14所示，在50℃～120℃范围内，反应后的3％U/Co3O4纳米片相比于反应前的催化剂，失水重量明显增加，从2％提升到7.28％，再次证明3％U/Co3O4纳米片在OER反应后，羟基数量明显增多。另外，从图中可以看出，当温度达到200℃时，催化剂的重量百分比仅仅减少8％左右，表明该铀基催化剂具有较高的热稳定性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将醋酸钴溶解在含有十六烷基三甲基溴化铵的水中，然后2-甲基咪唑水溶液加入，搅拌，得到混合溶液；将混合溶液加入高压反应釜中，110～130℃反应8～12h，冷却至室温后，离心，洗涤，得到，ZIF-67纳米板，将其分散在乙醇中，得到ZIF-67前驱体分散液；
步骤二、将硝酸铀酰溶液加入ZIF-67前驱体分散液中，搅拌，取搅拌后的分散液用乙醇稀释后加水，并加热搅拌处理，离心收集产物，洗涤，真空干燥；
步骤三、将真空干燥后的材料和炭黑加入研钵中研磨，在得到的研磨料中加入乙醇和Nafion溶液，超声，得到均匀的油墨；将油墨均匀涂覆在碳纸上，真空干燥；
步骤四、在电化学工作站中，以硝酸铀酰溶液为电解液，步骤三真空干燥后的材料作为工作电极，石墨棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，通过电化学脉冲伏安法制备铀负载四氧化三钴纳米片。
2.如权利要求1所述的铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，醋酸钴与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为3～5:1；所述醋酸钴与水的质量体积比为1g:150～180mL；所述醋酸钴与2-甲基咪唑水溶液中的2-甲基咪唑的质量比为1:8～12；搅拌的时间为0.5～1.5h。
3.如权利要求1所述的铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，硝酸铀酰溶液的浓度为8mg/L；所述硝酸铀酰溶液中硝酸铀酰的用量为ZIF-67前驱体分散液中ZIF-67前驱体质量的0.5～6％；搅拌的时间为24h；加热搅拌的温度为90℃，时间为30min。
4.如权利要求1所述的铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，加入搅拌处理的过程在微波超声波一体化反应器中进行，同时开启微波和超声波，在处理温度为60～70℃下进行协同处理15～25min；协同处理的微波功率为300～500W，超声功率为300～500W，超声频率为45KHz。
5.如权利要求1所述的铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，真空干燥后的材料与炭黑的质量比为1:3；所述真空干燥后的材料与Nafion溶液的质量体积比为3mg:40μL；所述真空干燥后的材料与乙醇的质量体积比为3mg:2mL；Nafion溶液的浓度为5wt％；超声的时间为至少半小时。
6.如权利要求1所述的铀负载四氧化三钴纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，硝酸铀酰溶液的浓度为8mg/L；电化学脉冲伏安法的电压为-4V；脉冲时间为5s，脉冲周期10～200；硝酸铀酰溶液中还存在Na+、K+、Ca2+、Al3+、Fe3+中的一种或多种，其浓度均为80mg/L。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的制备方法制备的铀负载四氧化三钴纳米片在电催化碱性析氧反应中的应用，其特征在于，
将铀负载四氧化三钴纳米片加入Nafion溶液和乙醇中，超声分散，得到催化剂油墨，将催化剂油墨滴加到碳纸上，真空干燥；
采用三电极体系，以真空干燥的材料作为工作电极，以铂丝电极为对电极，以汞/氧化汞电极为参比电极，采用线性扫描伏安法在O2饱和1M KOH中进行电催化碱性析氧反应。
8.如权利要求7所述的制备方法制备的铀负载四氧化三钴纳米片在电催化碱性析氧反应中的应用，其特征在于，铀负载四氧化三钴纳米片与Nafion溶液的质量体积比为1mg:10μL；铀负载四氧化三钴纳米片与乙醇的质量体积比为3mg:2mL；Nafion溶液的浓度为5wt％；超声的时间为4h。
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|---|---|
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1846728A (en) * | 1927-10-26 | 1932-02-23 | Selden Co | Purification of crude aromatic compounds |
| GB903034A (en) * | 1960-04-14 | 1962-08-09 | Distillers Co Yeast Ltd | The production of acrylic and methacrylic acids |
| CN104364639A (zh) * | 2012-03-08 | 2015-02-18 | 内克斯特克材料公司 | 电流型固体电解质气体传感器和检测方法,其中传感电极包含至少一种钨酸盐或钼酸盐化合物 |
| CN105070525A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-11-18 | 成都理工大学 | NiCo2Sx和NiCo2O4在导电基底上的原位制备及其在储能设备中的应用 |
| CN108977827A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 兰州大学 | 包含FeSe2-Co3O4的复合材料及制备方法和催化剂及应用 |
| CN110846678A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-28 | 仰恩大学 | 一种泡沫镍负载作尿素电解辅助制氢双功能催化剂电极 |
| CN112342559A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 陕西科技大学 | 一种含氧空位的电解水析氧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113089016A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-09 | 西南科技大学 | 一种高性能单中心铀基负载催化剂的制备方法 |
| CN113122869A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-16 | 西南科技大学 | 一种连续流电催化合成氨装置及电催化合成氨的方法 |
| CN113499779A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-15 | 西南科技大学 | 一种铀还原的Co掺杂ZnO纳米微球光催化材料的制备及应用 |
| CN113526558A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种催化加氢还原硝酸铀酰制备硝酸铀的方法 |
| CN113913866A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 西南科技大学 | 金属有机骨架负载铀催化剂的制备方法及应用 |
| CN114507874A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-17 | 西南科技大学 | 一种铀负载二硫化钼纳米片在电催化碱性析氢反应中的应用 |
-
2022
- 2022-09-02 CN CN202211071034.0A patent/CN115354359B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1846728A (en) * | 1927-10-26 | 1932-02-23 | Selden Co | Purification of crude aromatic compounds |
| GB903034A (en) * | 1960-04-14 | 1962-08-09 | Distillers Co Yeast Ltd | The production of acrylic and methacrylic acids |
| CN104364639A (zh) * | 2012-03-08 | 2015-02-18 | 内克斯特克材料公司 | 电流型固体电解质气体传感器和检测方法,其中传感电极包含至少一种钨酸盐或钼酸盐化合物 |
| CN105070525A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-11-18 | 成都理工大学 | NiCo2Sx和NiCo2O4在导电基底上的原位制备及其在储能设备中的应用 |
| CN108977827A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 兰州大学 | 包含FeSe2-Co3O4的复合材料及制备方法和催化剂及应用 |
| CN110846678A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-28 | 仰恩大学 | 一种泡沫镍负载作尿素电解辅助制氢双功能催化剂电极 |
| CN113526558A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种催化加氢还原硝酸铀酰制备硝酸铀的方法 |
| CN112342559A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 陕西科技大学 | 一种含氧空位的电解水析氧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113122869A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-16 | 西南科技大学 | 一种连续流电催化合成氨装置及电催化合成氨的方法 |
| CN113089016A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-09 | 西南科技大学 | 一种高性能单中心铀基负载催化剂的制备方法 |
| CN113499779A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-15 | 西南科技大学 | 一种铀还原的Co掺杂ZnO纳米微球光催化材料的制备及应用 |
| CN113913866A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 西南科技大学 | 金属有机骨架负载铀催化剂的制备方法及应用 |
| CN114507874A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-17 | 西南科技大学 | 一种铀负载二硫化钼纳米片在电催化碱性析氢反应中的应用 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| LAZAREVA, S 等: "Uranium oxide catalysts: environmental applications for treatment of chlorinated organic waste from nuclear industry", 《ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY》, vol. 40, no. 14, 20 June 2019 (2019-06-20), pages 1881 - 1889 * |
| M. LIU 等: "Synthesis of Uranium Single Atom from Radioactive Wastewater for Enhanced Water Dissociation and Hydrogen Evolution", 《SMALL》, vol. 18, 7 February 2022 (2022-02-07), pages 2107444 * |
| X. TANG 等: "Sulfur Edge in Molybdenum Disulfide Nanosheets Achieves Efficient Uranium Binding and Electrocatalytic Extraction in Seawater", 《NANOSACLE》, vol. 18, 24 March 2022 (2022-03-24), pages 6285 - 6290 * |
| 刘敏: "铀酰"类单原子"的制备及其对电解水催化反应的机理研究", 《万方数据库》, 12 August 2022 (2022-08-12), pages 1 - 51 * |
| 郭少军: "杂原子掺杂提升四氧化三钴电催化性能", 《物理化学学报》, vol. 36, no. 7, 8 January 2021 (2021-01-08), pages 7 - 8 * |
Also Published As
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