[发明专利]一种Ag修饰多孔结构Cu3

说明书

本发明公开了一种Ag修饰多孔结构Cu₃P/泡沫铜复合电极及其制备方法，其特征在于，所述Ag修饰多孔Cu₃P/泡沫铜复合电极是一种以泡沫铜为基底原位生长的单分散金属Ag修饰的多孔结构Cu₃P所组成的高效电催化电极；所述制备方法是泡沫铜既作为电极基底材料又作为反应物，采用室温液相氧化，再磷化得到在泡沫铜上原位生长的单分散Ag修饰的多孔结构Cu₃P电极复合电极。所述方法制备方法简单，反应条件温和。所制备的Ag修饰多孔结构Cu₃P/泡沫铜复合电极，对于电催化分解水制氢和电催化降解水中有机污染物都具有较高的电催化效率和电催化稳定性。

技术领域

本发明属于电催化材料领域，涉及一种Cu₃P/泡沫铜电极及其制备方法，具体地说，是涉及一种Ag修饰多孔结构Cu₃P/泡沫铜复合电极及其制备方法。

背景技术

近年来，由于新能源产业的不断发展，如何制备一种高效的，价格低廉的电催化剂成为使氢能被广泛应用的关键，在诸多电催化材料中，贵金属催化剂(Pt、Au、Ru、Ir等)展现出了极高的电催化性能，然而其过高的价格及有限的资源制约了其在市场上的广泛应用。而许多过渡金属化合物催化剂(MoS₂、Co₃O₄、MnO₂及NiO等)随之得到发展，以取代高价格的贵金属催化剂，其中，过渡金属磷化物诸如Co₂P、Ni₂P、Cu₃P、FeP等，相比其氧化物具有更好的产氢反应(HER)以及氧还原(OER)性能，这是因为磷化物具有更低的表面能，更易于氢离子的吸附以及氢气的脱附，从而降低电解水反应的能垒，从而促进反应的进行，起到催化作用。Han课题组采用水热法，在泡沫镍骨架表面上生长上一层Cu(OH)xF前驱体，在此基础上，通过热分解次亚磷酸的方法，对所制备的样品进行磷化，最后合成了Cu₃P@NF (ACSApplied MaterialsInterfaces,2016,9(3):2240-2248)。在地球的众多元素中，铜具有储量大，导电性能好，价格相对便宜等优点，因此其磷化物具有广阔的研究和应用前景，然而磷化铜在HER以及OER方面的研究报道却并不多见。因此，设计合成具有优良催化性能的磷化铜催化剂，用于电解水制氢反应，具有重要的实用价值和现实意义。

发明内容

本发明针对现有技术中制备的Ag/Cu₃P/Cu催化剂用于电解水制氢还未见报道，且Cu₃P 电催化剂电极制备过程复杂、成本高等缺点，提出了一种Ag修饰多孔结构Cu₃P/泡沫铜复合电极及其制备方法。所述电极是一种原位生长于泡沫铜电极片上的Ag修饰多孔结构Cu₃P/ 泡沫铜复合电极，所述Ag修饰多孔结构Cu₃P/泡沫铜复合电极的制备方法包括下述步骤：

(1)先将泡沫铜裁剪为1cm×1cm的正方形电极片，再将裁剪好的泡沫铜电极片浸泡在丙酮中，超声5-10min后，将电极片取出，放入去离子水中，超声水洗5-10min，再将电极片取出，放入2mol/L盐酸中浸泡10-15min，然后，将电极片取出，用去离子水淋洗后，放入真空干燥箱中进行干燥；

(2)称取0.2-1.6g氢氧化钠，溶解于10-50ml去离子水中，之后，搅拌下加入0.2-1.6mL 过氧化氢溶液，再加入10ml含0.01-0.1g硝酸银的溶液，混合均匀；

(3)迅速将步骤(1)预处理过的泡沫铜电极片放入步骤(2)所得反应溶液中，在室温下反应1-12h,然后将电极片取出，分别用去离子水和无水乙醇洗涤三遍，在真空干燥箱中干燥；