专利名称：次磷酸盐前体热分解法制备磷化铜(Cu<sub>3</sub>P)催化剂的制作方法
技术领域：
本发明提出一种通过次磷酸盐前体热分解来制备负载型或非负载型磷化铜(Cu3P)催化剂的新方法。 本发明的特点在于所采用的工艺简单，不需要高温、高压、程序升温等复杂的步骤，仅需常压下简单的热 处理就可以制备负载型和非负载型磷化铜。所用原料价格便宜、安全，所需设备成本低，非常适合工业大 规模生产。
背景技术：
由于本身现有的以及潜在的技术特性，磷化铜(Cu3P)吸引了越来越多人们的关注。它可以提高316L 不锈钢的熔结性能以及在高速钢(HSS)复合材料中担当增强剂。最近的研究表明，由于其良好的循环和 可逆性能，磷化铜在锂离子电池中可以作为潜在的阴极电极材料。
磷化铜传统的制备方法都有着诸多的不利因素，并不适合在l业中大规模的生产。主要包括以下几种 方法(1)在密封管中的高温固相合成(超过80(TC); (2)利用Na3P的复分解反应；(3)黄磷或红磷做 磷源的溶剂热法。上述方法中的高温、Na3P或黄磷等危险药品的使用限制了其工业大规模的生产。以上方 法有一个共同特点就是只能制备非负载型的磷化铜，不能制备负载型的磷化铜，所以也限制了磷化铜作为 催化剂的应用。
本发明中提到的通过次磷酸盐前体的热分解来制备负载型或非负载型磷化铜(Cu3P)催化剂的新方法 解决了以上的难题。此方法不需要高温、高压、程序升温、反应中>42气的流动、有机金属试剂、有机磷、 剧毒的磷化氢、以及昂贵的设备；它仅需要在静态保护气氛下对次磷酸盐前体进行简单的焙烧。通过湿法 浸渍便可制备负载型磷化铜催化剂。
发明内容
本发明提出一种通过次磷酸盐前体热分解来制备负载型或非负载型磷化铜(Cu3P)催化剂的新方法。 该方法采用铜盐和次磷酸盐为混合前体，通过对前体进行低温热处理来合成非负载型Cu3P催化剂；通过
湿法浸渍便可制备负载型Cu3P催化剂。
本发明的特点在于所采用的工艺简单，不需要高温、高压、程序升温等复杂的步骤，仅需常压下简单 的热处理。所用原料价格便宜、安全，所需设备成本低，非常适合工业大规模生产。
CU3P催化剂合成步骤如下
首先按照化学计量关系称取一定量的铜盐和次磷酸盐，在室温搅拌下将二者溶于去离子水中，搅拌溶 解后将所得溶液在一定温度下烘干。然后将烘干后的前体粉末研磨后装入反应器内，在静态的氮气保护气
氛下将前体在一定温度下焙烧IO分钟以上。然后将所得产物水洗后烘干即得到所需的CU3P。负载型Ol3P
催化剂的制备过程只需将载体在前体的溶液中浸渍后烘干，然后将烘干后的前体粉末装入反应器内，在静
态的氮气保护气氛下焙烧10分钟以上，其余操作步骤都一样。
合成步骤中所述的化学计量关系是Ci^+:H2P02-在1:2 1:3范围内；所述的铜盐是分析纯氯化铜；所述 3的次磷酸盐包括分析纯次磷酸钠、次磷酸铵；前体溶液的烘干温度为20 10(TC;前体焙烧温度为300-500 °C。
附图1是所合成的非负载型Cu3P样品A的X射线粉末衍射图。 附图2是所合成的非负载型Cu3P样品B的X射线粉末衍射图。 附图3是所合成的非负载型Cu3P样品C的X射线粉末衍射图。 附图4是所合成的非负载型Cu3P样品D的X射线粉末衍射图。
具体实施例方式
本发明可通过实施例详细说明，但它们不是对本发明做任何限制。在这些实施例中，XRD谱图由曰本 理学D/MAX-2500型X—射线衍射仪测定，管压40kV，管流100mA，扫描速度8 7min。 这些实施例说明了 Cu3P和Cu3P/ Si02的合成过程。 实施例1
首先在室温搅拌状态下将6.89g的CuCl2.2H20和8.56g的NaH2P02.H20分别加入到50ml去离子水中， 溶解lOmin之后将所得的溶液放入培养皿内6(TC烘干。然后将烘干后的前体粉末装入反应器内，在静态的 氮气保护下300'C热处理lOmin，然后将所得产物水洗后烘干，所得样品被命名为A， A具有附图1的特 征。
实施例2
制备过程与样品A的制备过程相同，只改变NaH2P02.H20的量为12.85g,其它条件不变。所得样品 被命名为B， B具有附图2的特征。 实施例3
制备过程与样品A的制备过程相同，只改变热处理温度为50(TC，其它条件不变。所得样品被命名为 C， C具有附图3的特征。 实施例4
制备过程与样品A的制备过程相同，只改变8.56g的NaH2P02.H20为8.2g的NH4H2P02.H20，其它条 件不变。所得样品被命名为D， D具有附图4的特征。 实施例5
首先在室温搅拌状态下将6.89g的CuCl2.2H20和8.56g的NaH2P02.H20分别加入到50ml去离子水中， 溶解lOmin之后加入4.0g的Si02，搅拌2h后抽滤分离，将所得的滤饼在培养皿内6(TC烘干。然后将烘干 后的前体粉末装入反应器内，在氮气保护下300'C热处理10min，然后将所得产物水洗后烘干，所得样品 即Cu3P/SiQ2。
权利要求
1.本发明提出一种通过次磷酸盐前体热分解来制备负载型或非负载型磷化铜(Cu3P)催化剂的新方法。该方法采用铜盐和次磷酸盐为混合前体，通过对前体进行简单的低温热处理来合成非负载型Cu3P催化剂；通过湿法浸渍便可制备负载型Cu3P催化剂。本发明的特点在于所采用的工艺简单，不需要高温、高压、程序升温等复杂的步骤，仅需常压下简单的热处理。所用原料价格便宜、安全，所需设备成本低，非常适合工业大规模生产。Cu3P催化剂合成步骤如下首先按照化学计量关系称取一定量的铜盐和次磷酸盐，在室温搅拌下将二者溶于去离子水中，搅拌溶解后将所得溶液在一定温度下烘干。然后将烘干后的前体粉末研磨后装入反应器内，在静态的氮气保护气氛下将前体在一定温度下焙烧10分钟以上。然后将所得产物水洗后烘干即得到所需的Cu3P。负载型Cu3P催化剂的制备过程只需将载体在前体的溶液中浸渍后烘干，然后将烘干后的前体粉末装入反应器内，在静态的氮气保护气氛下焙烧10分钟以上，其余操作步骤都一样。
2. 按照权利要求1所述的化学计量关系中，Cu2+ :H2P02Y:t 1:2 1:3范围内。
3. 按照权利要求1所述的铜盐是分析纯氯化铜。
4. 按照权利要求1所述的次憐酸盐包括分析纯次磷酸钠、次磷酸铵。
5. 按照权利要求1所述的前体溶液的烘干温度为20~100°C。
6. 按照权利要求1所述的前体焙烧温度为300~50(TC。
7. 按照权利要求1合成的产物为非负载型或负载型CU3P催化剂。
全文摘要
本发明提出一种通过次磷酸盐前体热分解来制备负载型或非负载型磷化铜(Cu<sub>3</sub>P)催化剂的新方法。本发明的特点在于所采用的工艺简单，不需要高温、高压、程序升温等复杂的步骤，仅需常压下简单的热处理就可以制备负载型和非负载型磷化铜。所用原料价格便宜、安全，所需设备成本低，非常适合工业大规模生产。磷化铜可以提高316L不锈钢的熔结性能以及在高速钢(HSS)复合材料中担当增强剂。由于其良好的循环和可逆性能，磷化铜在锂离子电池中可以作为潜在的阴极电极材料。
文档编号C01B25/08GK101574663SQ200910069210
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者关庆鑫, 张明慧, 伟 李, 陈倩倩 申请人:南开大学