【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電催化，尤其涉及一種過渡金屬磷硫化物及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著社會經濟的發展，能源和環境問題日益受到人們的廣泛關注。氫能因其能量密度高、綠色無污染、儲量豐富、應用廣泛以及能夠與風能、電能和太陽能等清潔能源進行有效耦合等優點，被認為是21世紀理想的清潔能源之一。
2、在眾多制氫技術中，電解水制氫因其具有制備氫氣純度高且制備過程綠色無污染等優勢，被視為一種極具潛力的可再生能源制氫技術。通常，電解水制氫過程涉及到兩個半反應過程，即陰極的析氫反應(her)和陽極的析氧反應(oer)。這兩個半反應過程都涉及到電子轉移。然而，oer過程相對于her過程是多步驟的電子轉移過程，需要更高的電位，表現出的反應更為遲緩和困難，這限制了整個電解水制氫過程的制氫效率。相比于oer，尿素電氧化反應(uor)的理論反應電位為0.37v，遠小于oer的理論反應電位1.23v。因此，如果在陽極用uor取代oer來耦合陰極的her，這樣就可以極大地降低電解水制氫反應過程中的能耗，繼而提高電解水制氫的能效。此外，尿素具有能量密度高、來源廣泛等優勢。因此，在電解水制氫體系中尿素電氧化反應(uor)耦合電催化析氫(her)被視為是制氫技術極具前景的技術策略之一。
3、過渡金屬化合物在電催化領域逐漸展現出巨大的實用價值和應用前景。其中，含過渡金屬的磷化物或硫化物具有合成簡單、價格低廉和催化活性優異等特點，具有替代貴金屬催化劑的潛力。過渡金屬單一硫化物以及單一磷化物型的催化劑在uor體系中已有一些研究，并且這類過渡金屬單
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種過渡金屬磷硫化物及其制備方法和應用。所述制備方法成功制備得到過渡金屬磷硫化物，且所述過渡金屬磷硫化物具有優異的尿素電催化性能，能夠實現更加高效的電催化尿素氧化輔助電解水制氫。
2、為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供以下技術方案：
3、本專利技術提供了一種過渡金屬磷硫化物的制備方法，包括以下步驟：
4、將過渡金屬、磷和硫混合，得到混合物；
5、將所述混合物進行真空燒結，得到所述過渡金屬磷硫化物。
6、優選的，所述過渡金屬包括鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銥、釕或鉬。
7、優選的，所述過渡金屬和磷的質量比為(2～5)：(1～3)。
8、優選的，所述過渡金屬和硫的質量比為(2～5)：(3～10)。
9、優選的，所述過渡金屬、磷和硫的物質的量比為1:1:3。
10、優選的，所述混合的方式為球磨；
11、所述球磨的轉速為400～800r/min，所述球磨的時間為20～30min。
12、優選的，所述真空燒結的溫度為600～800℃，保溫時間為50～70h，升溫至所述真空燒結的溫度的升溫速率為1～5℃/min。
13、本專利技術還提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的過渡金屬磷硫化物。
14、本專利技術還提供了上述技術方案所述的過渡金屬磷硫化物在制備尿素氧化電催化電極中的應用。
15、優選的，包括以下步驟：
16、將上述技術方案所述的過渡金屬磷硫化物和溶劑混合，得到過渡金屬磷硫化物油墨；
17、將所述過渡金屬磷硫化物油墨涂覆在泡沫鎳基材的表面，得到尿素氧化電催化電極。
18、本專利技術提供了一種過渡金屬磷硫化物的制備方法，包括以下步驟：將過渡金屬、磷和硫混合，得到混合物；將所述混合物進行真空燒結，得到所述過渡金屬磷硫化物。
19、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
20、本專利技術所述制備方法操作方便，可行性高、實用性強、原材料易得，易于規模化生產，成本低廉，能夠為尿素氧化電催化劑制備技術產業的開發及利用帶來前景；
21、同時，本專利技術所述制備方法制備得到的過渡金屬磷硫化物相比于單一的過渡金屬磷化物或者過渡金屬硫化物，過渡金屬磷硫化合物中磷和硫元素的協同作用能夠使過渡金屬磷硫化合物催化劑在其活性位點附近產生更好的電子分布。這種優化合理的電子分布有助于催化劑實現更高效的電子轉移，從而提升催化劑的電催化反應活性。因此，過渡金屬硫化物展現出更好的電催化反應特性。此外，過渡金屬磷硫化物催化劑表面能夠形成更多種類的活性位點，這些多樣化的活性位點有助于提升催化速率，增強電催化活性實現了高效的電催化尿素氧化輔助電解水制氫。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種過渡金屬磷硫化物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬包括鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銥、釕或鉬。
3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬和磷的質量比為(2～5)：(1～3)。
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬和硫的質量比為(2～5)：(3～10)。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬、磷和硫的物質的量比為1:1:3。
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述混合的方式為球磨；
7.如權利要求1或4～6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述真空燒結的溫度為600～800℃，保溫時間為50～70h，升溫至所述真空燒結的溫度的升溫速率為1～5℃/min。
8.權利要求1～7任一項所述制備方法制備得到的過渡金屬磷硫化物。
9.權利要求8所述的過渡金屬磷硫化物在制備尿素氧化電催化電極中的應用。
10.如權利要求9所述的應用，其特征在于，包括以
...【技術特征摘要】
1.一種過渡金屬磷硫化物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬包括鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銥、釕或鉬。
3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬和磷的質量比為(2～5)：(1～3)。
4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬和硫的質量比為(2～5)：(3～10)。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬、磷和硫的物質的量比為1:1:3。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬鵬軍，胥瑞豐，張旭，于童童，楊兵軍，王文博，郎俊偉，楊娟，汪妍，陳璐，劉金鵬，
申請(專利權)人：中國科學院蘭州化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。