[发明专利]一种纳米花状的长在泡沫镍上的磷酸钴镍的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米花状的长在泡沫镍上的磷酸钴镍的制备方法。该方法包括步骤：1)将每片泡沫镍放置于有机清洗剂中超声清洗除去其表面的油污，然后将泡沫镍置于稀酸溶液中处理；2)分别将六水合二氯化钴，六水合二氯化镍，尿素和氟化铵溶于二次去离子水中，搅拌至溶解，得到溶液1；3)将溶液1转入到放有一片1)中处理的泡沫镍聚四氟乙烯的内衬的反应釜中，水热反应得到纳米花状的长于泡沫镍上的碳酸钴镍氢氧化物水合物前体；4)将3)中得到的前体转入到装有十二水合磷酸氢二钠溶解于50mL二次去离子水的聚四氟乙烯的内衬的反应釜中，并用盐酸溶液调节PH到8.5，反应后得到纳米花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍。该磷酸钴镍的催化氧析出性能优异，可应于催化电解水电极材料，相对于贵金属RuO₂催化剂，该催化剂成本较低，稳定性良好。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，特别是涉及一种简单低温水热反应制备纳米花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍。

背景技术

金属磷酸化合物，特别是磷酸钴镍是一种重要的功能材料，磷酸钴镍由于相互连接的Co/NiO_x和PO₄组成的多面体结构，电子的和磁性的性质都很好，在锂电池、电解水产氢催化电极材料、金属空气电池、超级电容器等电极材料有着重要的应用价值，同时，它还可应用于离子交换剂、吸附剂、磁性材料等。

对于作为催化材料，特别是催化电解水产氢催化材料，磷酸钴镍有着重要的潜力。但是，磷酸钴镍粉末本身的导电性不够强，用胶黏剂把材料粘附在导电基底上又会减低材料的导电性，和损坏材料的活性位点。这些都会使得材料的催化性能减低。把材料直接生长在导电基底上，比如泡沫镍基底，可以解决这些问题。

目前，合成磷酸钴主要通过溶胶-凝胶、电沉积法、水热和溶剂热四种方法合成。电沉积法可以使得材料直接长在导电基底上。可是，这样的方法得到的材料不纯，且形貌难以控制。

近段时间来，运用水热法，将具有一定形貌的前体作为模板，通过缓慢的离子交换，最终合成所需材料，但最终材料的形貌与前体相比却基本保持不变。

发明内容

为了弥补现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于纳米花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍的合成；该合成方法成本低，制备工艺简单。经过探索，通过离子交换法，本实验打破常规的简单水热合成磷酸钴镍粉末颗粒材料的界限，合成具有一定形貌的生长于泡沫镍上的磷酸钴镍化合物。

本发明使用阴离子交换法，实现了较低温度水热条件下合成花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备纳米花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍。

本发明的又一目的在于提供长于泡沫镍上的磷酸钴镍的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现。

一种纳米花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍的制备方法，包括以下各步骤：

1)将每片泡沫镍切片，并置于有机清洗剂中超声清洗10分钟出去其表面的油污，然后将泡沫镍置于稀酸溶液中处理10分钟；

2)分别将六水合二氯化钴，六水合二氯化镍，尿素和氟化铵溶于二次去离子水中，搅拌5～15分钟至溶解，得到溶液1；

3)将溶液1转入到聚四氟乙烯的内衬的反应釜中，放入一片步骤1)中处理的泡沫镍，在120℃条件下进行水热反应6h，得到纳米花状的长于泡沫镍上的碳酸钴镍氢氧化物水合物前体；

4)将步骤3)中得到的前体转入到装有5mmol十二水合磷酸氢二钠的50mL二次去离子水的聚四氟乙烯的内衬的反应釜中，并用3mol·L^-1的盐酸溶液调节PH到8.5，反应后得到纳米花状的长于泡沫镍上的磷酸钴镍。

本发明的制备方法，步骤1)所述有机清洗剂为25ml无水乙醇和25ml丙酮混合溶液。