[发明专利]一种氧化钴多孔纳米片及其制备方法与应用

说明书

一种氧化钴多孔纳米片及其制备方法与应用，属于催化剂制备技术领域。本发明提供了一种氧化钴多孔纳米片是通过获得硫掺杂氢氧化钴前驱体，再干燥后，进行两段高温焙烧后冷却制备得到的。该氧化钴多孔纳米片的厚度为5‑20nm。还提供了该氧化钴多孔纳米片的制备方法和应用。该氧化钴多孔纳米片可以负载金属纳米颗粒制成复合催化剂，所制备的Co/CoO催化剂用作高活性的硼氢化钠水溶液产氢催化剂，产氢速率高达3345mlsubgt;H2/subgt;·gsubgt;cat/subgt;supgt;‑1/supgt;·minsupgt;‑1/supgt;。本发明中氧化钴多孔纳米片制备方法简便，所制备的氧化钴多孔纳米片可以作为高比表面积的载体制备硼氢化钠水解产氢的复合催化剂。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种氧化钴多孔纳米片及其制备方法与应用。

背景技术

催化剂作为改变化学反应速率的较为理想的条件介质，在各种化学反应进程中都起着一定的作用。一般来说，影响化学反应催化剂活性的条件包含很多方面，其中催化剂活性组分的分散程度对催化剂活性的影响是非常大的。催化剂的分散程度决定了催化剂活性组分的比表面积，从而决定了催化剂的活性大小。所以，在活性组分不变的条件下，如何让活性组分在催化剂中有更大的分散程度，更均匀的粒子分布，是提高催化剂活性的关键。在常用的方法中，将活性组分负载在载体上是应用较为广泛的方法。如何得到比表面积更大、活性位点更多、性质更稳定的催化剂载体就显得尤为重要。

现有的催化剂活性物质载体多为均质材料，利用官能团、配位原子等的作用使活性材料进行分散，但是活性组分在催化反应过程中仍可能出现团聚现象。急需制备出一种比表面积更大、具备更好分散作用的催化剂载体，该催化剂载体需要对活性物质起到更好的“锚定”作用，更大程度的提高催化剂的催化活性，并防止催化剂在催化反应过程中活性组分发生的聚集，稳定性高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种氧化钴多孔纳米片及其制备方法与应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种氧化钴多孔纳米片，其特征在于所述氧化钴多孔纳米片是通过获得硫掺杂氢氧化钴前驱体，再干燥后，进行两段高温焙烧后冷却制备得到的。

所述的一种氧化钴多孔纳米片，其特征在于所述氧化钴多孔纳米片的厚度为5-20nm，孔径10-50 nm。

所述的一种氧化钴多孔纳米片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取钴盐和硫化钠同时溶于去离子水中搅拌形成混合溶液，加入氨水调节pH值，搅拌充分至反应完全，采用水浴或油浴加热至高温下持续搅拌去除剩余氨水，离心或过滤，得到硫掺杂的氢氧化钴前驱体；期间通过加入硫化钠来影响氢氧化钴的生成过程，以达到对氢氧化钴形貌改性的目的，同时硫可以辅助生成硫掺杂的氢氧化钴前驱体。

（2）对上述硫掺杂的氢氧化钴前驱体进行充分洗涤并干燥后，在惰性气体气氛下进行两段高温焙烧，保持在惰性气体气氛下自然冷却后获得氧化钴多孔纳米片。由于氢氧化钴经过硫化钠改性后具有特殊的纳米片状结构，并且在高温焙烧过程中，硫被除去，在氧化钴纳米片上形成了多孔结构。因此，产物氧化钴多孔纳米片保持了硫掺杂的氢氧化钴前驱体的片状结构，且形成了较多的孔，最终形成了多孔的纳米片氧化钴。

所述的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中钴盐包括氯化钴、硫酸钴、硝酸钴、乙酸钴中的一种。