[发明专利]一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料及其制备方法和应用，该制备方法包括：将碱式碳酸钴纳米线Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O、硒源、钴源于溶剂中进行溶剂热反应以制得一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料；其中，碱式碳酸钴纳米线负载于泡沫镍NF上。该异质结构复合材料具有优异的电催化和循环性能进而使其能够应用到电催化水解中，同时该制备方法具有工艺简单、价格低廉的优势。

技术领域

本发明涉及异质结构复合材料，具体地，涉及一种一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

过渡金属的硒化物由于其具有独特的物理和化学的性质，因而在催化、电化学和气体传感器等领域有着广泛的应用，从而引起了人们极高的兴趣。过渡金属硒化物由于其具有催化活性高、低成本、易于合成、良好的稳定性等特点，成为研究的热点。传统的过渡金属有硒化钴、二硒化钴等，其大多为单种过渡金属的硒化物，针对多种形貌异质结构硒化物的研究相对较少。

电催化水解的性能很大程度取决于其电极材料，目前的电极材料主要研究的方向有过渡金属类材料及铂、铱等贵金属材料，比如过渡金属氧化物、硫化物、硒化物、磷化物和混合过度金属氧化物等等。一般单一的过渡金属材料存在催化性能差、化学动力学性能差、循环不稳定等缺陷，比如Hongxiu Zhang等人在RSC数据库的RSC Advance期刊上报道了单一的二硒化钴电极材料，但相比较情况下其析氢催化活性差及循环稳定性不佳。TingtingLiu等人在RSC数据库的ChemComm期刊上，报道了单一的硒化钴在10mA/cm²的电流密度下析氧过电势达到292mV，析氢过电势达到121mV。所以可以看出一般单一的过度金属电极材料还是存在电催化活性差、循环不稳定等需要提升的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料及其制备方法和应用，该异质结构复合材料具有优异的电催化和循环性能进而使其能够应用到电催化水解中，同时该制备方法具有工艺简单、价格低廉的优势。

为了实现上述目的，本发明提供了一种一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料的制备方法，包括：将碱式碳酸钴纳米线Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O、硒源、钴源于溶剂中进行溶剂热反应以制得一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料；其中，碱式碳酸钴纳米线负载于泡沫镍NF上。

本发明还提供了一种一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料，该一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料通过上述的制备方法制备而得。

本发明进一步提供了一种如上述的一维碱式碳酸钴@二维CoSe/NF异质结构复合材料在电催化水解中的应用。

在上述技术方案中，本发明将一维碱式碳酸钴、二维CoSe以及NF进行复合得到异质结构复合材料，该异质结构复合材料具备电催化活性好、循环稳定性好的性能，可用作电催化水解的电极材料；其中，在10mA/cm²电流密度下，该异质结构复合材料的析氧过电势为255mV，析氢过电势为128mV；经过1000次循环后，该异质结构复合材料的电催化活性仍能保持比较稳定，说明其具有良好的稳定性。同时，该制备方法具有操作简单、成本低廉、条件温和、绿色环保的优势，进而使其能够大面积推广。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1a为实施例1制备的异质结构复合材料的放大40K倍的扫描电子显微镜(SEM)图；