[发明专利]一种铁钴磷硫化合物微米片

说明书

本发明公开一种铁钴磷硫化合物微米片，所述微米片采用固相合成、超声处理等步骤制备而成；所述微米片的横向尺寸介于1um至3um之间；所述微米片的用来衡量磷位对氢的亲和力的自由能差值△G_H为0.16eV；电催化析氢过电位为263mV，塔菲尔斜率为80mV/dec。

技术领域

本发明涉及一种铁钴磷硫化合物微米片。

技术背景

人类社会的快速发展，造成了常规能源的过度消耗和自然资源的浪费，环境污染越来越严重，进而影响了人类的长期发展。氢能以其高燃烧热值和无污染，成为21世纪最有前途的清洁能源之一。氢能是一种二次能源。与可以直接开采的石油和天然气不同，它只能通过某些方法从其他能源形式中获得。其中电解水析氢是实现氢产业化和廉价生产的重要手段之一。

电解水需要用到电催化剂。铁磷硫化合物FePS₃是受到广泛关注的电催化剂之一。然而FePS₃电催化剂仍然面临过电位太大的问题。目前用于改善FePS₃电催化剂的过电位的方法主要包括减薄样品，即通过剥离的方法将样品减薄成几个或者几十个原子层的厚度；或者通过复合的方法将样品和氧化还原石墨烯复合等。上述方法均没有涉及具体的改善活性位点本身的活性。因此探索出具有改善活性位点本身的活性的电催化剂是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改善磷位活性的铁钴磷硫化合物微米片。

所述微米片采用如下步骤制备而成：按摩尔比为0.85：0.15：1：3的化学配比称量粉末形式的单质元素铁、钴、磷、硫，所述磷单质采用红磷；将上述单质原料混合在一起并采用研钵研磨三十分钟；用压片机使用10MP的压力将上述混合的粉末压制成圆片；将上述圆片放置于氧化铝坩埚中，再将氧化铝坩埚放置于石英管内；将石英管抽真空至10^-4Pa，然后采用氢氧机将石英管密封；将上述密封好的石英管放置于马弗炉中，在700摄氏度反应5天，炉冷后将圆片状样品研磨二十分钟制得前驱体样品；再将前驱体样品分散于酒精中，超声处理4小时，制得所述铁钴磷硫化合物微米片；所述铁钴磷硫化合物微米片的横向尺寸介于1um至3um之间；所述铁钴磷硫化合物微米片的用来衡量磷位对氢的亲和力的自由能差值△G_H为0.16eV；所述铁钴磷硫化合物微米片的电催化析氢过电位为263mV，塔菲尔斜率为80mV/dec。

与现有技术相比，本发明所述的样品具有以下的优点：制备的样品的用来衡量磷位对氢的亲和力的自由能差值△G_H为0.16eV，电催化析氢过电位为263mV，塔菲尔斜率为80mV/dec。

附图说明

图1是铁钴磷硫化合物微米片的XRD图谱。

图2是铁钴磷硫化合物微米片的SEM图谱。

图3是铁钴磷硫化合物和铁磷硫化合物的自由能图。

图4是铁钴磷硫化合物微米片的线性伏安曲线和塔菲尔曲线。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

采用如下步骤制备：按摩尔比为0.85：0.15：1：3的化学配比称量粉末形式的单质元素铁、钴、磷、硫，所述磷单质采用红磷；将上述单质原料混合在一起并采用研钵研磨三十分钟；用压片机使用10MP的压力将上述混合的粉末压制成圆片；将上述圆片放置于氧化铝坩埚中，再将氧化铝坩埚放置于石英管内；将石英管抽真空至10^-4Pa，然后采用氢氧机将石英管密封；将上述密封好的石英管放置于马弗炉中，在700摄氏度反应5天，炉冷后将圆片状样品研磨二十分钟制得前驱体样品；再将前驱体样品分散于酒精中，超声处理4小时，制得所述铁钴磷硫化合物微米片。