本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種鈷(II)-核黃素磷酸根配合物電催化劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

燃料電池正極催化劑活性和成本限制了現(xiàn)在燃料電池的發(fā)展。常用商業(yè)催化劑為鉑基催化劑、銀基催化劑等貴金屬材料，它們擁有良好的氧還原催化活性，但是過高的成本限制了他們的擴大化應(yīng)用以及在大型燃料電池中的普及，難以商業(yè)化；碳材料電導(dǎo)率高且成本低，但是對應(yīng)的氧還原催化活性低。

為了滿足社會對大電流大功率的低成本電池的需求，開發(fā)高效廉價的氧還原催化劑是非常必要的。在探索新型高性能燃料電池正極催化劑的過程中，金屬配合物由于其高共軛結(jié)構(gòu)和化學(xué)穩(wěn)定性，使之成為最有希望替代貴金屬基催化劑的材料。但是金屬配合物的電催化氧還原性能還有待進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈷(II)-核黃素磷酸根配合物電催化劑的制備方法，該配合物催化劑具有高氧還原催化活性，容易實現(xiàn)大規(guī)模制備，有望獲得商業(yè)應(yīng)用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鈷(II)-核黃素磷酸根配合物電催化劑的制備方法，它包括以下步驟：

(1)分別配置醋酸鈷和核黃素磷酸鈉的水溶液；

(2)將步驟(1)所得兩種水溶液混合，攪拌隔夜；

(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物離心烘干。

步驟(1)中將醋酸鈷和等摩爾量的核黃素磷酸鈉分別溶解在20mL雙蒸水中，濃度均為0.05mol/L。

步驟(2)中2種水溶液混合后，攪拌速度為500rpm，反應(yīng)時間為10小時。

步驟(3)中離心轉(zhuǎn)速為9000rpm，離心后水洗3遍，60℃真空干燥。

以上制備方法獲得的鈷(II)-核黃素磷酸根配合物電催化劑在燃料電池中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述制得的鈷(II)-核黃素磷酸根配合物具有以下優(yōu)點：

(1)制備方法僅需要攪拌，十分簡單，原料成本低，容易實現(xiàn)大規(guī)模制備，有望獲得商業(yè)應(yīng)用。

(2)該配合物催化劑具有高氧還原催化活性。

附圖說明

圖1是實施例1所制得的鈷(II)-核黃素磷酸根配合物的掃描電鏡圖。

圖2是實施例1所制得的鈷(II)-核黃素磷酸根配合物的循環(huán)伏安曲線。

圖3是實施例1所制得的鈷(II)-核黃素磷酸根配合物的線性掃描曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，但并不因此而限制本發(fā)明的內(nèi)容。

實施例1：

一種鈷(II)-核黃素磷酸根配合物電催化劑的制備方法，它包括以下步驟：

(1)分別配置醋酸鈷和核黃素磷酸鈉的水溶液；步驟(1)中將醋酸鈷和等摩爾量的核黃素磷酸鈉分別溶解在20mL雙蒸水中，濃度均為0.05mol/L。

(2)將步驟(1)所得兩種水溶液混合，攪拌隔夜；步驟(2)中兩種水溶液混合后，攪拌速度為500rpm，反應(yīng)時間為10小時。

(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物離心烘干。步驟(3)中離心轉(zhuǎn)速為9000rpm，離心后水洗3遍，60℃真空干燥。

本實施例的一種鈷(II)-核黃素磷酸根配合物電催化劑的制備方法所制得的鈷(II)-核黃素磷酸根配合物為一種塊體狀粉末材料，如圖1所示。

本發(fā)明使用的催化劑性能的測試方法如下：

稱取5mg本實施例制備的催化劑，加入1mLNafion溶液(Nafion質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05％,溶劑水與異丙醇的體積比為8:2)，超聲分散后得到5mg/mL的混合液。使用1-10μL移液槍取5～15μL混合液滴于直徑為5mm的玻碳電極表面，在室溫下晾干后作為工作電極。在三電極體系中(參比電極：飽和甘汞SCE電極，對電極：直徑為1mm的螺旋鉑絲，電解液：0.1mol/LKOH水溶液)進行氧還原催化性能測試，旋轉(zhuǎn)電極購自PINE公司。

圖2為鈷(II)-核黃素磷酸根配合物的循環(huán)伏安曲線。工作電極旋轉(zhuǎn)速度為1600rpm，掃速為50mV/s。

圖3為鈷(II)-核黃素磷酸根配合物的線性掃描曲線。工作電極旋轉(zhuǎn)速度為1600rpm，掃速為5mV/s。從該圖中可以讀出，鈷(II)-核黃素磷酸根配合物的氧還原起始電位為-1mV，十分接近貴金屬催化劑鉑碳的0V，具備良好的氧還原催化能力。

在本發(fā)明的所有附圖中，所有的電位值均已換算為相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極(NHE)的電位。