[发明专利]一种磷化二铁镍催化剂的制备方法

说明书

本发明属于制氢催化剂制备技术领域，具体涉及一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，具体按照以下步骤进行：以尿素、可溶性铁盐及可溶性镍盐为原料，氟化铵为形貌调控剂，通过水热反应获得前驱体，再将前驱体在惰性条件下进行磷化处理，即得磷化二铁镍催化剂；本发明提供的磷化二铁镍催化剂的制备方法，使用的原料价格低廉，制备周期短、无需高温红磷和高沸点有机物，方法简单、安全，所需设备简单，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于制氢催化剂制备技术领域，具体涉及一种磷化二铁镍催化剂的制备方法。

背景技术

随着化石燃料的大量消耗，随之带来的是严峻的环境问题和能源问题，故开发清洁、环境友好、再生能源迫在眉捷。氢能具有能量密度高、产物清洁、燃烧热值高等优点，被认为是传统的化石燃料的理想替代者。在众多的制备的方法中，电解水制氢工艺简单，产物清洁，是一种获得高效的氢气的途径，但其反应动力学缓慢需要电位较高，制备过程会消耗额外的能量，故高活性催化剂的加入是关键。目前，贵金属的催化性能是最好的，但是由于价格昂贵和贮量少，妨碍了其商业化应用。开发资源丰富、高效、稳定性突出的非贵金属催化剂代替贵金属，在未来可实现大规模生产。金属磷化物催化剂如磷化铁、磷化钼、磷化镍及其复合磷化物等由于其优异的催化性能得到广泛关注。

其中，磷化二铁镍因优异的催化性能被广泛关注，目前制备磷化二铁镍的过程中一般需使用高温红磷和高沸点有机物，较高温度会导致安全问题；而KonstantinD.Litasov等人用Fe₂P-barringerite reagent、Fe-P和Fe-Ni-P混合之后在400-500℃下进行退火15-45天得到了磷化二铁镍催化剂((Fe,Ni)₂P)，虽然其避免了高温红磷的使用，但其制备所用的原料不易得到，且制备周期在15天以上。因此开发一种安全高效制备磷化二铁镍催化剂的方法是非常有必要的。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，使用的原料价格低廉，制备过程简单、安全、周期短，所需设备简单，适合大规模生产。

本发明提供的一种磷化二铁镍催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、以尿素、可溶性铁盐及可溶性镍盐为原料，氟化铵为形貌调控剂，在100-180℃通过水热反应制备前驱体；

S2、惰性气体氛围下，利用次磷酸钠对S1制备的前驱体在220-450℃下进行磷化处理，即制得磷化二铁镍催化剂。

优选的，可溶性铁盐为九水硝酸铁。

优选的，可溶性镍盐为六水硝酸镍。

优选的，S1中，所述尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍的摩尔比为1：1-2:0.1-1:0.05-0.2。

优选的，S1中，所述水热反应的时间为1-12h。

优选的，S2中，所述次磷酸钠和尿素的质量比为0.1-5:1。

优选的，将尿素、氟化铵、九水硝酸铁及六水硝酸镍溶于水，制备水溶液，将水溶液与碳布密封在衬有聚四氟乙烯的高压釜当中进行水热反应。

优选的，S2中，所述磷化处理过程中，将前驱体和次磷酸钠分别放至瓷舟上游和下游，以60-160mL/min速率通入惰性气体。

优选的，S2中，所述磷化处理的时间是1-5h。

优选的，S2中，以1-5℃/min的升温速率升温至220-450℃。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：