[发明专利]负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片在氧还原领域中的应用

说明书

本发明公开负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片在氧还原领域中的应用，利用溶剂热法，通过控制温度制备得到六角形的碲化铋纳米片，并利用直接还原法在碲化铋纳米片上进行钴镍钼颗粒的负载，碲化铋纳米片呈六角形，钴镍钼颗粒均匀的分布在碲化铋纳米片的表面上。本发明实施费用低、操作简便，污染低，是一种高效经济的合成方法，同时本发明的材料颗粒分布更均匀，比表面积更大，析氧性能更强。

本发明申请是母案申请“一种负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片及其合成方法”的分案申请，母案申请的申请日为2015年4月8日，申请号为2015101633218。

技术领域

本发明涉及一种新型纳米材料及其合成方法，尤其涉及一种负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片及其合成方法。

背景技术

已知的阳极的催化材料主要是一些贵金属，但由于价格昂贵，限制了在各个方面的应用。本发明提出了用Bi₂Te₃半导体材料作为阳极，此前并没有类似研究。提出这个想法主要考虑以下几点：(1)Bi₂Te₃晶体结构与石墨的晶体结构非常相似，容易解离成片状，解离面平整，且有金属光泽，有很好的导电性，类似金属材料的自由电子，利于电子的传递(2)Bi₂Te₃是热导率低，电导率高，电导率随温度变化明显。通电加热后温度必然上升，会激发出更多的电子(3)其拓扑绝缘体特性是一种具有奇异量子特性的新物质状态。

钴、镍、钼颗粒在电化学析氧方面都有不错的应用，镍的耐碱性强，析氧电位也较低而被广泛应用，钼处于过渡系金属元素左边与位于右边的镍有协同作用，钴和镍在析氧前可以在电极表面形成一层很薄的氧化物膜，提高催化活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片及其合成方法，获得一种颗粒分布更均匀，比表面积更大，析氧性能更强的纳米材料，此方法具有成本低、制备过程简单的特点。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片，碲化铋纳米片呈六角形，钴镍钼颗粒均匀的分布在碲化铋纳米片的表面上，并按照下述步骤进行：

步骤1，碲化铋纳米片的制备：取BiCl₃(阿达玛斯试剂有限公司生产)、Na₂TeO₃(北京伊诺凯公司生产)、PVP(天津希恩思生化科技有限公司生产，分子量w＝40000)、NaOH(天津市华东试剂厂生产)于乙二醇中，室温搅拌2h，然后转移至聚四氟乙烯高温反应釜中，恒温220℃，反应36h后将样品取出，用去离子水和无水乙醇分别离心清洗3次后干燥即得到碲化铋纳米片。

步骤1中所述乙二醇溶液中，BiCl₃浓度为0.0278M、Na₂TeO₃浓度为0.0425M、PVP浓度为0.00026M-0.000521M、NaOH浓度为0.415M-0.419M；

步骤2，将步骤1中制得的碲化铋纳米片碱处理后置于Co-Ni-Mo源的水和乙二醇混合溶液中，室温搅拌50-70min，然后直接加硼氢化钠超声30min还原混合溶液；

步骤2中所述混合溶液中乙二醇：水的体积比为1:1，硫酸镍的浓度为0.0285M-0.0287M，钼酸钠的浓度为0.00565M-0.00567M，硝酸钴的浓度为0.000694M-0.0694M，柠檬酸三钠的浓度为0.0249M-0.0251M，PVP的浓度为0.0000625M，加入还原剂硼氢化钠的质量为5-8个质量份，每个质量份为0.01g；

步骤3，将步骤2中溶液取出置于35-45℃水浴锅中水浴50-70min，后用无水乙醇离心清洗3次，即得到负载钴镍钼颗粒的碲化铋纳米片。