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专利号: 2022108341494
申请人: 江西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种Mn掺杂CoP纳米线复合Ni(PO3)2纳米团簇异质结阵列,其特征在于,包括碳纤维布基底和生长在碳纤维布表面的异质结阵列;所述异质结阵列由Mn掺杂的CoP和Ni(PO3)2构成;Mn掺杂CoP以纳米线的形式近似垂直生长在碳纤维布基底上,直径为50~100nm,长度为

1~5μm,纳米线的表面均匀包裹着Ni(PO3)2纳米团簇,纳米团簇的尺寸约为2nm。

2.根据权利要求1所述的Mn掺杂CoP纳米线复合Ni(PO3)2纳米团簇异质结阵列的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:首先采用水热法在碳纤维布基底表面生长CoMn双氢氧化物纳米线阵列;然后采用溶剂热法在CoMn双氢氧化物纳米线阵列表面包裹Ni(OH)2纳米片,即将Ni(NO3)2·6H2O和六亚甲基四胺溶解在乙醇中形成均匀溶液,并将溶液和CoMn双氢氧化物纳米线阵列转移到不锈钢高压釜中反应,获得复合氢氧化物异质结构阵列;最后采用一步低温磷化工艺,将上述获得的复合氢氧化物异质结构阵列和次磷酸钠分别放置在石英舟中,再将石英舟放置在管式炉中在氩气气氛下煅烧转化为最终产物,即Mn掺杂CoP纳米线复合Ni(PO3)2纳米团簇异质结阵列;

所述采用水热法在碳纤维布基底表面生长CoMn双氢氧化物纳米线阵列的具体步骤为:

将Mn(NO3)2·4H2O、Co(NO3)2·6H2O、NH4F和尿素按照摩尔比1:(1.5~3):(5~10):(10~20)依次溶解在70~80mL去离子水中,在超声处理下形成均匀的溶液;将溶液转移到100mL不锈钢高压釜中,然后将洗涤干净的碳纤维布基底斜插入溶液中;高压釜在100~120℃下保持3~10h;反应完成后,取出碳纤维布,用去离子水和无水乙醇交替清洗,最后将洗涤后的碳纤维布放入烘箱在70℃下干燥2~8小时,得到CoMn双氢氧化物纳米线阵列。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,采用溶剂热法获得复合氢氧化物异质结构阵列的具体步骤为:将Ni(NO3)2·6H2O和六亚甲基四胺按照摩尔比1:(5~10)溶解在

30mL乙醇中形成均匀溶液,并将其转移到100mL不锈钢高压釜中;然后将获得的CoMn双氢氧化物纳米线阵列插入溶液中,并将高压釜保持在120~140℃下2~6h;反应完成后,取出碳纤维布,用去离子水和无水乙醇交替清洗,最后将洗涤后的碳纤维布放入烘箱在70℃下干燥2~8小时,得到复合氢氧化物异质结构阵列。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述一步低温磷化工艺的具体步骤为:将获得的复合氢氧化物异质结构阵列和0.5~1.5g次磷酸钠分别放置在石英舟中,再将石英舟放置在管式炉中,设定氩气气氛中300℃煅烧1~4小时,得到Mn掺杂CoP纳米线复合Ni(PO3)2纳米团簇异质结阵列。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,Mn(NO3)2·4H2O、Co(NO3)2·6H2O、NH4F和尿素的摩尔比为1:2:6:12。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,Ni(NO3)2·6H2O和六亚甲基四胺的摩尔比为1:8.7。

7.根据权利要求1所述的Mn掺杂CoP纳米线复合Ni(PO3)2纳米团簇异质结阵列在电催化分解水方面的应用,其特征在于,该异质结阵列材料能够作为电催化剂应用于HER和OER反应。