[发明专利]一种合成超细三元钴钼磷纳米棒的方法

说明书

本发明的一种合成超细三元钴钼磷纳米棒的方法，属于纳米材料制备技术领域，以质量比0.052:0.0546:1.66的氯化钴、五氯化钼和三辛基膦为原料，油胺为配体；采用溶剂热法合成超细三元钴钼磷纳米棒，本发明制备的样品相纯度高、样品结晶性好、粒径分布均匀；制备方法具有过程简单、产品的形貌和纵横比可控、可重复性高等优点。

技术领域

本发明属于纳米材料制备的技术领域，特别涉及一种制备三元纳米晶的方法。

背景技术

近年来，随着不可再生石化燃料日益短缺和碳基能源材料对环境及气候的影响，能源危机和环境污染成为全球性的关注性问题。氢气作为新型的清洁能源能够很好的解决目前全球面临的能源和环境危机。利用过渡金属磷化物纳米材料为催化剂电解水是目前一种有效的产氢方法。作为具有高析氢活性材料，磷化钴和磷化钼纳米半导体材料引起了国内外科学家广泛的研究兴趣。到目前为止，科研人员通过控制尺寸、形貌和掺杂等来调节磷化钴和磷化钼纳米材料的析氢性质。例如，在英国化学学会杂志(Green Chemistry 2016,18,2287–2295)上报道：采用低温磷化法制备出尺寸为13nm磷化钴纳米片，表现出良好的析氢性能。此外，在德国化学学会杂志(Angewandte Chemie International Edition 2016,55,12854–12858)上报道：化学气相沉积法制备出多孔的磷化钼纳米八面体结构，该材料具有优异的产氢性能。由于具有大的长径比和比表面积，纳米棒和纳米线结构的催化剂引起了科学家的广泛关注。如果将磷化钴和磷化钼结合起来，制备成组分可调的超细三元半导体纳米材料，将有效地扩展和优化材料的催化性质。但到目前为止，关于制备超细(直径小于5nm)三元钴钼磷纳米棒没有过报道，因此，需要发展简单的方法制备组分可调的超细(直径小于5nm)三元钴钼磷纳米棒，扩展和优化材料的催化性质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服背景技术存在的问题和缺陷，提供一种简单的制备超细(直径小于5nm)三元钴钼磷纳米棒的合成方法，且通过控制反应时间调控超细三元钴钼磷纳米棒的元素比例。

本发明以氯化钴、五氯化钼和三辛基膦为原料，油胺为配体，采用溶剂热法合成三元钴钼磷纳米棒。具体的技术方案如下：

一种合成超细三元钴钼磷纳米棒的方法，是在希莱克(Schlenk)系统中氮气保护下进行的；以质量比0.052:0.0546:1.66的氯化钴、五氯化钼和三辛基膦为原料，油胺为配体；首先，将氯化钴与油胺按质量体积比0.0087g/mL装入三颈瓶中，搅拌并加热至100-120℃，得到澄清的蓝色溶液，加入三辛基膦，搅拌并加热至280-300℃，直到得到均匀的黑色的溶液，记为a溶液；再将五氯化钼与油胺按质量体积比0.0109g/mL装入另一个三颈瓶中，搅拌并加热至120-140℃，得到均匀的棕色溶液，记为b溶液，将b溶液注入到a溶液中，在280-300℃反应60-120分钟，得到超细三元钴钼磷纳米棒。

本发明制备过程中，将b溶液注入到a溶液后，优选在300℃反应。

本发明制备过程中，可以通过控制反应时间来调节三元钴钼磷纳米棒的元素比例，在给定的反应温度(300℃)和原料质量比(0.052:0.0546:1.66)的氯化钴、五氯化钼和三辛基膦范围内，当反应时间为60分钟时，可以得到原子比1:0.08:0.9超细三元钴钼磷纳米棒；当反应时间为120分钟时，可以得到原子比1:0.27:0.52超细三元钴钼磷纳米棒。

有益效果：

本发明制备超细三元钴钼磷纳米棒方法的优点在于：制备的样品相纯度很高、样品结晶性好、粒径分布均匀；并且本制备方法具有过程简单、合成时间短、产品的形貌和纵横比可控、可重复性高等优点。具有大规模生产超细三元钴钼磷纳米棒的潜力。

附图说明

图1是实施例1制备的原子比1:0.08:0.9超细三元钴钼磷纳米棒透射电镜图。