[发明专利]一种V掺杂的Ni2P电催化剂的制备方法

说明书

一种V掺杂的Ni₂P电催化剂的制备方法，将NiCl₂·6H₂O、VCl₃、CO(NH₂)₂和NH₄F同时加入到去离子水中得到澄清溶液A；将溶液A倒入反应内衬中后密封，继而将内衬装于外釜中固定后置于均相反应仪中反应；反应结束，将反应釜自然冷却到室温，取出反应溶液分别经水和无水乙醇交替离心清洗后收集产物，并真空干燥得到粉末B；将次磷酸钠放入大瓷舟的上游部分，粉末B放入大瓷舟下游部分，然后盖好盖子；将大瓷舟放入低温管式炉中，先抽真空，再充入氩气将管内的空气排除干净，再将管内抽成真空环境；在300～750℃温度下加热应立，并通入氩气进行保护，待温度降到室温时打开低温管式炉取出瓷舟；将瓷舟中的样品倒入研钵中研磨成细小的粉末状样品即得到V掺杂的Ni₂P。

技术领域

本发明属于电化学催化剂领域，尤其涉及一种电催化剂材料的制备方法，具体涉及一种V掺杂的Ni₂P电催化剂的制备方法。

背景技术

氢能被认为是最清洁、高效、可再生的能源，电解水制氢是目前最具有前景的方法之一。电解水制氢，是利用新能源和可再生能源，如太阳能、风能、潮汐等，所产生的富余电能将水电解，在阴极和阳极分别生成氢气和氧气。但是由于电解过程存在能耗高、转换效率低等问题，因此利用高效的催化剂降低析氢和析氧反应的过电位来实现降低能耗的途径已成为普遍共识。

在电解水制氢中，高效的电解水催化剂显得至关重要，高效的析氢和析氧电极材料应具有导电性好、比表面积大、析氢过电位低、电催化活性高、电化学稳定性好以及抗腐蚀性强等特点。目前，虽然一些贵金属催化剂(Pt、Pd等)对于电解水制氢和制氧具有优异的电催化活性，但它的稀缺性和高成本限制了它的广泛应用。因此，高效且低成本的析氢电催化剂一直是该研究领域探索的方向。

过渡金属磷化物是一类重要的化合物，它们不但具有一定的非金属性质，还具有良好的导电性。Schaak课题组采取溶剂热的方法制备了形貌均一的Ni₂P纳米离子。在酸性溶液中，Ni₂P展现了非常高效的析氢性能，但是在碱性中由于Ni₂P分解成为Ni导致性能的不断的衰减。[Popczun E J,Mckone J R,Read C G,et al.Nanostructured NickelPhosphide as an Electrocatalyst for the Hydrogen Evolution Reaction[J].Journal of the American Chemical Society,2013,135(25):9267-9270.]。L.A.Stern等人制备了Ni₂P纳米粒子和Ni₂P纳米线，并在1mol L^-1KOH溶液中测试其催化析氧性能。[Stern L A,Feng L,Song F,et al.Ni2P as a Janus catalyst for water splitting:the oxygen evolution activity of Ni₂P nanoparticles[J].Energy&EnvironmentalScience,2015,8.]。

所以，为了提高电解水的电化学效率，寻找性能优越的析氢析氧催化剂以尽可能地降低成本，是电解水研究的难点也是热点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形貌是纳米片形成的球状的具有钒掺杂的Ni₂P，有效地提升Ni₂P电解水性能的V掺杂的Ni₂P电催化剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：