[发明专利]一种钴锗氢氧化物制备方法

说明书

一种钴锗氢氧化物制备方法，1)采用Na₂GeO₃和CoCl₂、CoSO₄、Co(NO₃)₂或Co(CH₃COO)₂作为前驱体，Na₂GeO₃和CoCl₂溶解在水溶液中制备成悬浊溶液，并伴随有磁力搅拌；前驱物溶液中锗离子相对于钴离子的投料摩尔比范围为1:0.5～1:1.5；2)将经过步骤1)所得悬浊液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中加热到150℃～250℃，保温5小时以上；3)将经过步骤2)所得的产物离心收集，用去离子水洗涤，在60℃～90℃的条件下干燥4小时～8小时或真空冷冻干燥，得到CoGeO₂(OH)₂粉末。本方法制备的钴锗氢氧化物具有全新的物相结构，并富含‑OH活性官能团。

技术领域：

本发明涉及一种钴锗氢氧化物新物相材料及制备方法。

背景技术：

(光)电化学水分解制氢、CO₂还原等反应中水氧化产生氧气过程是动力学决速步骤。钴系化合物中的钴离子电子结构(尤其是3d轨道电子构型)独特活泼，因此其在(光)电催化反应分解水过程中常作为产氧催化剂。单纯的钴氧化物在催化性能和稳定性上都有局限性。在引入其他金属离子后，钴系多元化合物中可调控钴离子配位构型，促进-OH或-OOH基团的形成，从而使其催化性能和稳定性得到改善。钴锗化合物(Co₂GeO₄,CoGeO₃)具有良好稳定性，但缺乏-OH或-OOH基团，因而催化性能较弱。

发明内容：

本发明的目的是，提出一种钴锗氢氧化物新物相材料及制备方法，引入活性基团改善钴锗化合物的催化性能，提供了一种钴锗氢氧化物的制备方法。

本发明技术方案是：一种钴锗氢氧化物的制备方法，钴锗氢氧化物的制备方法如下：1)采用Na₂GeO₃和CoCl₂、CoSO₄、Co(NO₃)₂或Co(CH₃COO)₂作为前驱体，Na₂GeO₃和CoCl₂溶解在水溶液中制备成悬浊溶液，并伴随有磁力搅拌；前驱物溶液中锗离子相对于钴离子的投料摩尔比范围为1:0.5～1:1.5；2)将经过步骤1)所得悬浊液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中加热到150℃～250℃，尤其是160℃～180℃，保温5小时以上，是10-24小时；3)将经过步骤2)所得的产物离心收集，用去离子水洗涤，在60℃～90℃的条件下干燥4小时～8小时或真空冷冻干燥，得到CoGeO₂(OH)₂粉末。

前驱物溶液中钴离子浓度范围为0.001mol/L～1mol/L。

水热反应温度尤其是160℃～180℃

步骤2)中水热反应加热及保温时间为10-24小时。

步骤3)中洗涤后的粉末样品在0℃～10℃条件下真空冷冻干燥10小时。

步骤1)悬浊溶液中添加十二烷基硫酸钠或邻苯甲酰磺酰亚胺为表面活性剂，0.5％左右均可。

有益效果：本发明钴锗氢氧化物的制备方法有效引入了-OH活性基团,通过控制钴、锗前驱物成分，投料比和水热反应温度，以简单工艺制备出全新物相结构的钴锗氢氧化物CoGeO₂(OH)₂粉末。本方法制备的钴锗氢氧化物具有全新的物相结构，并富含-OH活性官能团，在(光)电化学水分解产生氧气反应中表现出良好的催化性能和稳定性。

附图说明