[发明专利]一种Co/Ni-MoO2

说明书

本发明涉及一种Co/Ni‑MoO₂复合电解水制氢催化剂及其制备方法，属于无机纳米材料制备技术领域。本发明以硝酸钴、硝酸镍、钼酸铵和F127四种物质为前驱体通过研磨混合后加热的方法制备Co/Ni‑MoO₂催化剂。具体步骤如下：首先以硝酸钴、硝酸镍、钼酸铵和F127为反应物通过混合研磨的方法制备面团状前驱体；进一步分别先后在70摄氏度和300摄氏度下加热制得Co/Ni‑MoO₂复合催化剂。

技术领域

本发明涉及一种Co/Ni-MoO₂复合电解水制氢催化剂及其制备方法，属于无机纳米材料技术领域。

背景技术

随着传统化石燃料的不断消耗以及环境污染的日益加剧，再生清洁能源受到了越来越广泛的关注。氢能具有能量密度高、清洁环保等特点，被认为是优异的化石燃料替代品。通过电解水的方法可以方便的制备氢气，满足实际应用需求。但是，由于水裂解反应为非自发反应，其吉布斯自由能变高达237kJ/mol，使得电解水过程中的电能消耗较大。铂族金属常被用作电解水的催化剂以降低水裂解过程中的电能消耗，但是其价格过于昂贵，无法广泛使用。因而，开发价格便宜的电解水催化剂，对于减少电解水过程中的能源消耗，减少铂等贵金属的用量，降低电解水的成本具有重要的意义。

MoO₂具有接近金属的良好导电性，且化学稳定性高、价格便宜，有望成为一类重要的电解水催化剂。但是在电解水过程中，MoO₂会和氢自由基之间形成键能很强的金属氢化物，从而降低了反应速率。将过渡金属修饰到MoO₂基体中，制备过渡金属-MoO₂复合催化剂是解决这一问题的常见方法。例如，L.J. Yang等人通过将Co掺杂到MoO₂纳米线中的方法提高了催化性能（Nano Energy 41 (2017) 772-779）；B.W. Ren等人报道了Ni掺杂的MoO₂纳米线，具有良好的电解水产氢性能及稳定性（J. Mater. Chem. A 5 (2017) 24453-24461）。但是，尽管当前已有多篇通过掺杂过渡金属到MoO₂中制备具有优良性能的电解水催化剂的报道，但是相关催化剂制备方法往往比较复杂、催化剂产量往往较低。开发一种成本低廉、简便易行、适于大规模应用的过渡金属-MoO₂复合催化剂的制备方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉、简便易行的Co/Ni-MoO₂复合电解水制氢催化剂的制备方法。本发明提供的这种制备方法，工艺简单，成本低廉，且所制备的Co/Ni-MoO₂具有优异的电解水产氢催化性能，具有较高的实际应用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种Co/Ni-MoO₂复合电解水制氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按照一定摩尔比分别称取Co(NO₃)₂^.6H₂O, Ni(NO₃)₂^.6H₂O，(NH₄)₂MoO₄和(EO)₁₀₆(PO)₇₀(EO)₁₀₆三嵌段聚合物(Pluronic F127)至研钵中；

2）将步骤1所得混合物在室温下研磨20分钟，得到面团状固体；

3）将步骤2所得面团状固体转移到石英舟中，并放置于马弗炉中加热后即得到Co/Ni-MoO₂复合电解水制氢催化剂。

本发明的有益效果：