[发明专利]一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂，其特征在于，所述电催化剂由过渡金属磷化物和载体材料组成，所述过渡金属磷化物负载于载体材料表面。

2.根据权利要求1所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂，其特征在于，所述过渡金属磷化物为活性相；所述过渡金属是指Fe、Co、Ni、Cu、W、Mo、Mn中一种或数种的组合。

3.根据权利要求1所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂，其特征在于，所述过渡金属磷化物具有海胆状形貌结构，所述海胆状形貌结构的直径为3～10μm；所述海胆状形貌结构由纳米线组成，所述纳米线的直径为10～50nm。

4.根据权利要求1所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂，其特征在于，所述载体材料选自泡沫金属，金属网，碳布，碳纸或其他具有独立骨架结构的多孔碳材料。

5.权利要求1～4任一项所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

将载体材料加入到含有过渡金属盐和沉淀剂的水溶液中，经80～180℃水热反应，在所述载体材料表面生长具有海胆状结构的过渡金属碱式碳酸盐前驱体，经后续清洗、干燥后，在氢气与惰性气体组成的混合气氛及150～600℃温度条件下发生还原热处理反应，在获得负载于载体材料的单金属相或合金相后，再经250～500℃磷化热处理即制得具有海胆状结构的过渡金属磷化物电极材料。

6.根据权利要求5所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐是指过渡金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐、氨基磺酸盐、醋酸盐或过渡金属的其他含氧或不含氧酸盐中一种或数种的组合，所述水溶液中过渡金属离子的浓度为0.0001～0.3M；所述过渡金属是指Fe、Co、Ni、Cu、W、Mo或Mn的一种或数种的组合。

7.根据权利要求5所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为氨水、六亚甲基四胺、草酸二甲酯、草酸二乙酯、尿素、氯乙醇中的至少一种，所述水溶液中沉淀剂的浓度为0.0001～0.6M；所述水热反应的时间为4～48小时。

8.根据权利要求5所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂的制备方法，其特征在于，所述还原热处理的时间为1～6小时，升温速率为2～10℃/分钟；所述惰性气体指氩气；所述混合气氛中氢气与氩气的体积比例为0.05～1：1。

9.根据权利要求5所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂的制备方法，其特征在于，所述磷化热处理的前驱体为次亚磷酸钠，升温速率为2～10℃/分钟，磷化热处理的时间为1～6小时；所述磷化热处理在惰性气体载流下进行，所述惰性气体载流的流速为30～200毫升/分钟。

10.权利要求1～4任一项所述的一种具有海胆状形貌的整体式过渡金属磷化物电催化剂在水合肼燃料电池阳极肼氧化反应中的应用。