[发明专利]以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法及其应用于电解水析氢

摘要

本发明属于电催化析氢材料制备技术领域，涉及一种以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，以泡沫铜为基底，首先通过自牺牲模板法在其表面原位生长花状的磷酸铜纳米片，然后以泡沫铜表面生长的磷酸铜纳米片为基底，在其表面原位生长垂直于Cu3(PO4)2纳米片的含铜MOFs纳米片。本发明以泡沫铜为反应基底，具有三维网络大孔结构，结构稳定，材料来源丰富，价格低廉；基底结构设计以及MOFs的纳米片的生长均采用自牺牲模板法进行原位生长，无需额外添加金属源，制备过程简单可控，且基底表面生长催化剂结构稳定；通过调控反应时间和反应温度来改变复合材料形貌，形成超薄MOFs纳米片，具有高的比表面积以及高的活性位点暴露比。

主权项

1.一种以泡沫铜为基底构筑二维金属有机框架纳米水解电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a)磷酸铜纳米片的制备：将泡沫铜裁剪成块状，用HCl 溶液浸泡，超声清洗15 min, 再用蒸馏水和乙醇分别冲洗3min，然后将经预处理的泡沫铜浸泡在含有 (NH4)2S2O8和Na2HPO4的水溶液中，20～60℃下反应1～12 h，优选40℃反应6 h，取出，去离子水冲洗，50℃下真空干燥2 h得表面生长磷酸铜纳米片的基底；b)含铜MOFs纳米片的制备：在聚氟乙烯反应釜中用有机溶剂充分溶解合成MOFs所用的有机配体成溶液，将表面生长磷酸铜纳米片的泡沫铜放入所述溶液中，密封，在60～200℃下反应0.5～12 h，优选150℃反应6 h，自然冷却至室温，取出，以去离子水和DMF分别清洗3次，80℃真空干燥2 h得磷酸铜纳米片表面生长MOFs纳米片的泡沫铜成品电催化剂。