[发明专利]一种高熵金属磷化物FeCoNiCrMnPx

说明书

本发明公开了一种高熵金属磷化物FeCoNiCrMnPsubgt;x/subgt;的制备方法。包括：称取摩尔比2:1的聚乙二醇200和尿素，在60℃油浴锅中形成低共熔溶剂；称取相同摩尔质量的FeClsubgt;3/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O、CoClsubgt;2/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O、NiClsubgt;2/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O、CrClsubgt;3/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O、MnClsubgt;2/subgt;·4Hsubgt;2/subgt;O，加入DESs，形成低共熔溶剂体系；将形成的DESs体系转移至反应釜中，置于烘箱中反应，待反应结束后，自然冷却至室温，过滤，收集固体，干燥；将干燥的产物置于管式炉中，加热上游区域放置偏磷酸钠，在惰气气氛下焙烧，随炉冷却。本发明制操作简单，制备成本低，可大规模生产，所得FeCoNiCrMnPsubgt;x/subgt;材料纳米粒子尺寸可控，具有较好的晶型。

技术领域

本发明属于电催化材料及其制备技术领域，具体涉及一种高熵金属磷化物FeCoNiCrMnP_x的制备方法。

背景技术

开发清洁和可持续的能源资源是解决能源危机和环境污染的有效战略。丰富水资源的合理利用受到了极大的关注，并成为解决这一问题的有效策略。在过去的几十年里，电催化水分解已被证明是一种高效且具有成本效益的能量转换技术，有望在减少环境污染方面发挥重要作用。为了适应快速发展的需要，有效地实现包括析氢反应(HER)和析氧反应(OER)在内的电化学水分解，探索在催化反应中具有优异活性和稳定性的先进电催化剂是必不可少的。

在过去的几年里，高熵材料由于其优越的物理化学性质，引起了广泛的兴趣。特别是，由于特殊的晶体结构和多元元素的多样性，高熵材料被认为是潜在的高性能先进电催化剂。通常，高熵材料可分为高熵合金和高熵化合物；前者含有五种或更多金属元素，而后者结合了金属和非金属元素。在催化领域，用作电催化剂的高熵合金显示出优异的催化活性，具有很高的选择性和稳定性。由于不同金属和非金属之间的不相容性，使得形成单一的高熵化合物比合成高熵合金更难，因此合成高熵化合物的报道很少。目前高熵化合物的合成策略步骤复杂繁琐且成本高。高熵化合物如高熵氧化物和高熵硫化物已被报道；然而，它们几乎都不是单相而是复合相。这主要是因为化合物的形成依赖于金属和非金属之间的结合力和配位数。金属之间在这些方面的差异使得难以控制多元素形成单相。因此，开发合成高熵化合物的新策略仍然是一个巨大的挑战。

具有独特电化学性质的过渡金属磷化物被认为是水分解中很有前途的电催化剂，并且由于其类氢化酶催化机制而具有高催化活性而受到特别关注。磷元素具有金属性质及其存在磷化物中的磷可以调节电子结构，从而提高催化活性。由于协同作用，多金属磷化物，如双金属或三金属磷化物，通常表现出优于单金属磷化物的催化活性。相反，具有更多金属元素的高熵金属磷化物(HEMPs)可以通过调节组成，实现对反应中间体最佳吸附来进一步提高OER和HER活性。然而，由于上述原因，实现多金属元素与磷的单相结合是极其困难的，因此合成四金属磷化物，甚至是性能更加提升的高熵金属磷化物(HEMPs)，很少被研究和发现。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高熵金属磷化物FeCoNiCrMnP_x的制备方法，本发明的制备工艺简单，条件温和，制备成本低，可工业化生产，且对环境无污染。得到的FeCoNiCrMnP_x具有优异的电催化析氢性能。

为了实现上述目的，本发明所提供的一种高熵金属磷化物FeCoNiCrMnP_x的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚乙二醇与尿素混合，加热，形成低共熔溶剂(DESs)；

2)将Fe盐、Co盐、Ni盐、Cr盐和Mn盐混合，加入步骤1)制得的低共熔溶剂(DESs)，加热，形成低共熔溶剂体系；