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CN113699552A - 一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料及其制备方法与应用 Download PDF

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CN113699552A CN202110988767.XA CN202110988767A CN113699552A CN 113699552 A CN113699552 A CN 113699552A CN 202110988767 A CN202110988767 A CN 202110988767A CN 113699552 A CN113699552 A CN 113699552A
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Abstract

本发明涉及复合材料及其制备技术，特别是碱性析氢电极材料技术领域；公开了一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料及其制备方法与应用。本发明采用泡沫镍NF作为支架材料，通过水热法在泡沫镍上生长CoMoO4‑NiMoO4复合纳米棒阵列，将其浸泡硝酸钴溶液后，通过热磷化法制备开放结构的Co3(PO4)2‑MoO3/NF纳米棒阵列三维电极材料，Co3(PO4)2纳米点和MoO3双活性组分耦合，相互作用协同共进，具有优异的析氢(HER)性能。本发明材料具有丰富的表面活性位点，有利于电子转移；其复合纳米棒阵列助于析氢过程气体的扩散，促进电化学反应的进行，实现了大电流下低的析氢过电位和长期稳定性。

Description

一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料及其制备 方法与应用
技术领域
本发明涉及复合材料及其制备技术，特别是碱性析氢电极材料技术领域；具体涉及一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料及其制备方法与应用。
背景技术
Pt基材料被普遍认为是HER中最活跃的电催化剂，但天然的稀缺性和高成本的特性限制了其大规模的进一步应用。目前有研究单原子催化剂提供了一种有效的方法来减少铂的量，同时保持其高的内在活性，但碱性条件下的HER反应中，由于水分解步骤的高活化能，Pt基催化剂的碱性HER活性比酸性条件下低大约两个数量级。因此，合理开发基于成本低廉、地球丰富的非贵金属元素的高活性HER电催化剂来替代贵金属材料仍面临巨大挑战。
现有技术中，非贵金属电催化剂包括过渡金属碳化物、氮化物、磷化物、硒化物、硫化物等。在过渡金属基电催化剂中，过渡金属磷化(TMPs)以其优异的活性和稳定性在碱性介质中催化HER是一种很有前途的电催化剂。在过去的几年里，人们广泛研究了高效TMPs基材料，这些材料大多具有类似Pt的活性和在高电流密度(>100mA·cm-2)，但是气体连续析出所引起的湍流容易对催化剂的整体结构造成破坏，因此，催化剂的耐久性和界面结合力亟待重视，有必要设计界面工程策略，使丰富的异质界面充分暴露活跃区，有利于离子/电子的传输。例如，在杂志《Nanoscale》(DOI:10.1039/c8nr07577h)报道了通过一步水热法在泡沫镍(NF)上生长了NiMoO4，然后煅烧得到棒状结构的自支撑Ni(PO3)2-MoO3/NF复合电极材料，在10mA·cm-2电流密度条件下,析氢过电位达到86mV，但是循环稳定性较差。另外在杂志《ADVANCED MATERIALS》(DOI:10.1002/adma.202003414)报道了通过电沉积的方法在碳布上制备MoO3/Ni-NiO复合电极材料，在10mA·cm-2电流密度条件下，析氢过电位达到62mV，但是同样方法得到的MoO3则需要659mV才能达到。
综上所述，现有非贵金属电催化材料中部分催化性能好，但循环稳定性差，另一部分虽然具有较好的稳定性，但是催化性能差，无法同时实现循环稳定好和催化性能高的双重功效。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明利用水热法制备得到了CoMoO4-NiMoO4/NF纳米棒阵列，最关键的是将其浸泡硝酸钴溶液后，通过热磷化法制备了磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维复合材料，该材料催化性能高且循环稳定性好；Co(PO3)2-MoO3/NF复合电极材料具有丰富的纳米棒阵列三维结构和表面活性位点，有助于暴露催化剂丰富的活性异质界面，解决了析氢过程气体连续析出所引起的湍流对催化剂整体结构造成破坏的问题，从而实现了大电流下低的析氢过电位和长期稳定性。
本发明实施例提供了一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，所述制备方法具体包括：
S1:将泡沫镍NF进行预处理，获得预处理泡沫镍；
S2:将硝酸钴和钼酸铵加入至水中溶解获得混合溶液，并将所述混合溶液与预处理泡沫镍混合并加热反应后经洗涤干燥后获得前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品；
S3:将所述前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品在硝酸钴溶液中浸泡后，在空气中自然干燥；
S4:将所述浸泡干燥处理后的前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品与亚磷酸二氢钠在氮气气氛下加热进行热磷化反应，获得Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒阵列三维电极材料。
进一步的，所述泡沫镍预处理具体包括：
将泡沫镍NF在盐酸溶液中超声处理后，采用去离子水和乙醇进行洗涤多次洗涤。
进一步的，所述硝酸钴和钼酸铵的摩尔比为4.0-5.5：1。
进一步的，所述步骤S2中将所述混合溶液与预处理泡沫镍混合并加热反应经洗涤干燥后获得前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品具体为：
将预处理泡沫镍与混合溶液放入高压釜混合，并在160℃-200℃下保持6-16h；
反应完成后采用去离子水洗涤并在50-70℃条件下真空干燥10-15h。
进一步的，所述步骤S3中的浸泡时间为20-40s，所述硝酸钴溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。
进一步的，所述步骤S4的热磷化过程具体为：
将所述浸泡干燥处理后的前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品至于管式炉的下游，上游放入水合亚磷酸二氢钠，在300℃-400℃的氮气中进行热磷化2-3h，随炉冷却获得Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒阵列三维电极材料。
本发明实施例还提供了一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列电极材料，所述纳米棒阵列三维电极材料由上述制备方法制备获得；
所述磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列电极材料以泡沫镍NF为基体，所述基体上生长Co3(PO4)2和MoO3纳米棒阵列，形成Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒阵列电极。
本发明实施例还提供了上述磷酸钴三氧化钼纳米棒阵列三维电极材料在析氢电催化材料中的应用。
有益效果：
(1)本发明通过水热反应建立纳米阵列，通过硝酸钴溶液浸泡后，采用热磷化策略构建富界面的Co3(PO4)2-MoO3/NF分层异质结构，一方面Co3(PO4)2-MoO3/NF复合材料具有较高的导电性和较大的表面积，这保证了有效的电荷转移和大量的活性位点，在纳米阵列上生长纳米颗粒，使其具有多级的三维纳米结构有利于电解水扩散和H2气体的释放，从而促进了电化学反应动力学；另一方面在原位磷化过程中形成具有丰富界面的异质结构可以在不同的活性位和电子重构，界面上具有协同促进动力学，特别是内部化合物之间的协同效应增加了催化剂的表面电子密度。
(2)本发明首次将Co3(PO4)2和MoO3结合组成具有双活性成分的析氢电极，Co3(PO4)2纳米点和MoO3双活性组分耦合，显著提高了析氢(HER)性能。基于3D泡沫镍的Co3(PO4)2-MoO3/NF复合催化剂在相同的碱性电解质中表现出优异的HER活性，在电流密度为100mA·cm-2时，它只需要电压80mV，同时其优良的催化活性可保持20小时以上；为开发一种强大而活跃的催化剂电极开辟了一条道路，利用具有开放导电网络的三维空间结构去原位合成多种活性物质，制造具有成本效益和效率的电解电极。
附图说明
图1为本发明实施例提供的实施例5的Co3(PO4)2-MoO3/NF复合材料的SEM图；
图2为本发明实施例提供的实施例1-5获得的材料的SEM图，(a)为NF，(b)为CoMoO4-NiMoO4/NF，(c)为CoP4-MoO3/NF，(d)为Co3(PO4)2/NF，(e,f)为Co3(PO4)2-MoO3/NF；
图3为本发明实施例提供的实施例2-5获得的材料的XRD图，(a)为CoMoO4-NiMoO4/NF，(b)为CoP4-MoO3/NF，(c)为Co3(PO4)2/NF；(d)为Co3(PO4)2-MoO3/NF；
图4为本发明实施例提供的Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒的TEM图像、HRTEM、图像SAED模式和扫描透射电镜(DF-STEM)图像和相应的元素映射；(a)Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒的TEM图像，(b)HRTEM图像，(c)SAED模式和(d-h)Co3(PO4)2-MoO3/NF催化剂的暗场扫描透射电镜(DF-STEM)图像和相应的元素映射；
图5为本发明实施例提供的实施例1-5获得的材料的HER极化曲线；
图6为本发明实施例提供的实施例1-5获得的材料的对应的HER极化曲线的Tafel曲线；
图7为发明实施例提供的实施例3-5获得的材料在各种扫描速率下(a)Co3(PO4)2-MoO3/NF，(b)CoP4-MoO3/NF，(c)Co3(PO4)2/NF在0.05～0.11V vs RHE区域的循环伏安曲线(CV)曲线，(d)0.11V vs RHE时的电容电流关于Co3(PO4)2-MoO3/NF,CoP4-MoO3/NF和Co3(PO4)2/NF扫描速率的函数；
图8为本发明实施例提供的Co3(PO4)2-MoO3/NF对HER的初始和后稳定性测试的LSV曲线；
图9为本发明实施例5获得的Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒的静态过电位为10mV和100mV时随时间变化的电流密度曲线；
图10为本发明实施例5获得的Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒的氢气气泡的数字图像。
具体实施方式
为了更加清楚阐述本发明的技术内容，在此结合具体实施例和附图予以详细说明，显然，所列举的实施例只是本技术方案的优选实施方案，本领域的技术人员可以根据所公开的技术内容显而易见地得出的其他技术方案仍属于本发明的保护范围。
在本发明实施例中，采用的化学试剂均为分析级的试剂，通过购买或现有方法制备获得。Co(NO3)2·6H2O和NaH2PO2·H2O购自中国麦克林化学试剂有限公司；(NH4)2Mo2O7·4H2O来源于天津凯达化学试剂有限公司；NH4F来源国药化学试剂有限公司。尿素购自国药化学试剂有限公司；Fe(NO3)3·9H2O购自国药化学试剂有限公司；盐酸(36.0％)来自成都科龙化工有限公司；泡沫镍(厚1.5mm，面密度320g·cm-2)购自昆山绿创有限公司。
在本发明实施例中，电化学测试：所有HER催化测试均使用电化学工作站(IviumV54813，荷兰)，在标准的三电极系统进行电化学测量，石墨棒为对电极，Ag/AgCl(饱和KCl)为参比电极，工作电极为合成催化电极，使用1MKOH作为HER的电解质，在2mV·s-1的扫描速率下测量极化曲线。如果没有特别说明，则对电压进行iR校正。通过E(RHE)＝E(Ag/AgCl)+0.197V+0.059xpH将测试的所有电势校准为可逆氢电极(RHE)，并通过几何表面积将电流密度(j)归一化。以制备的催化剂的电化学双层电容为基础，研究了其电化学活性表面积(ECSA)，比较了其电化学活性表面积采用循环伏安法测量电容，扫描速率为10～50mV·s-1，非法拉第电势区间为0.05～0.11Vvs RHE。
实施例1
泡沫镍的预处理：
将泡沫镍在3mol/L盐酸中超声处理10分钟去除表面的杂质，然后用去离子水和乙醇洗涤三次以上，放入60℃的烘箱干燥，获得预处理泡沫镍NF。
实施例2
泡沫镍的预处理：
将泡沫镍在3mol/L盐酸中超声处理10分钟去除表面的杂质，然后用去离子水和乙醇洗涤三次以上，放入60℃的烘箱干燥，获得预处理泡沫镍NF。
CoMoO4-NiMoO4/NF纳米棒的制备：
将0.05M Co(NO3)2·6H2O和0.01M(NH4)2MoO4·2H2O溶于30mL去离子水中，剧烈搅拌直至溶解，然后将混合溶液和NF转移到特氟隆内衬的不锈钢高压釜中，并在180℃下保持6小时。加热反应完成后用去离子水洗涤并在60℃下真空干燥12h，获得紫色前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品。
实施例3
泡沫镍的预处理：
将泡沫镍在3mol/L盐酸中超声处理10分钟去除表面的杂质，然后用去离子水和乙醇洗涤三次以上，放入60℃的烘箱干燥，获得预处理泡沫镍NF。
CoMoO4-NiMoO4/NF纳米棒的制备：
将0.05M Co(NO3)2·6H2O和0.01M(NH4)2MoO4·2H2O溶于30mL去离子水中，剧烈搅拌直至溶解，然后将混合溶液和NF转移到特氟隆内衬的不锈钢高压釜中，并在180℃下保持6小时。加热反应完成后用去离子水洗涤并在60℃下真空干燥12h，获得紫色前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品。
CoP4-MoO3/NF的制备：
将前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品置于管式炉的下游，上游放入1.5gNaH2PO2·H2O的，在400℃的N2中进行热磷化2h，然后将炉自然冷却至室温获得CoP4-MoO3/NF。
实施例4
泡沫镍的预处理：
将泡沫镍在3mol/L盐酸中超声处理10分钟去除表面的杂质，然后用去离子水和乙醇洗涤三次以上，放入60℃的烘箱干燥，获得预处理泡沫镍NF。
Co3(PO4)2/NF的制备：
将预处理过的NF浸入Co(NO3)2·6H2O水溶液中30s，在空气中自然干燥，在将上述样品置于管式炉的下游，上游放入1.5g NaH2PO2·H2O的，在400℃的N2中进行热磷化2h，然后将炉自然冷却至室温获得Co3(PO4)2/NF。
实施例5
泡沫镍的预处理：
将泡沫镍在3mol/L盐酸中超声处理10分钟去除表面的杂质，然后用去离子水和乙醇洗涤三次以上，放入60℃的烘箱干燥，获得预处理泡沫镍NF。
CoMoO4-NiMoO4/NF纳米棒的制备：
将0.05M Co(NO3)2·6H2O和0.01M(NH4)2MoO4·2H2O溶于30mL去离子水中，剧烈搅拌直至溶解，然后将混合溶液和NF转移到特氟隆内衬的不锈钢高压釜中，并在180℃下保持6小时。加热反应完成后用去离子水洗涤并在60℃下真空干燥12h，获得紫色前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品。
Co3(PO4)2-MoO3/NF的制备：
将所述前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品浸泡在Co(NO3)2·6H2O水溶液中约30秒，在空气中自然干燥。然后将上述样品置于管式炉的下游，上游放入1.5gNaH2PO2·H2O的，在400℃的N2中(100sccm)流量下进行热磷化2h，然后将炉自然冷却至室温即得到黑色样品Co3(PO4)2-MoO3/NF。
性能测试：
SEM分析：
将实施例1-5获得的材料进行扫描电子显微镜微观结构分析，具体详见图1、2，由图可知具有丰富界面的异质结构阵列在光滑镍泡沫表面均匀生长，CoMoO4-NiMoO4/NF纳米棒阵列的稳定结构和亲水性有利于Co(NO3)2溶液对纳米棒的均匀覆盖，并且在磷化前后均未观察到明显的结构区别。说明磷化过程虽然改变物质的组成，但是形貌却没有发生大的改变。对于在不浸泡Co(NO3)2溶液的情况下，CoP4-MoO3/NF扫描电镜(SEM)图像显示，大量表面光滑的纳米棒在泡沫镍表面均匀垂直生长。在Co(NO3)2溶液中浸泡和热磷化后，Co3(PO4)2-MoO3/NF呈现出保存良好的纳米棒形貌，表面粗糙而致密，高倍扫描电镜图像清楚地显示，纳米棒的表面被均匀地装饰了许多纳米颗粒，形成了独特的具有丰富界面的3D异质结结构，提供了极大的表面积和大量的活性位点。
XRD分析
将实施例2-5获得的材料进行XRD分析，其结果如图3所示：前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF的XRD分析图谱中，三个比较强烈的衍射峰与基底泡沫镍的结构(PDF#04-0850)相吻合。而其余衍射峰完全对应于CoMoO4(PDF#21-0868)和NiMoO4(PDF#13-0128)晶体。最终产物Co3(PO4)2-MoO3/NF分析图谱中，除去泡沫镍的衍射峰外，有明显的Co3(PO4)2(PDF#43-0499)的衍射峰和对应的MoO3(PDF#35-0609)的晶面。
TEM分析
将实施例5获得的Co3(PO4)2-MoO3/NF进行透射电子显微镜分析，其结果如图4所示：其进一步观察了Co3(PO4)2和MoO3之间的结晶度和界面结构，图4a为Co3(PO4)2-MoO3/NF样品的TEM图像，透射电镜观察到大量的纳米粒子，这有利于与电解液接触和气体产物的释放。图4b(图3a放大图)中清晰的点阵条纹可以清晰地分辨出许多独特的条纹，这些条纹的面间距分别为0.313、0.311和0.271nm，分别对应于CoMoO4、MoO3和Co3(PO4)2晶体的晶面(002)、(021)和(211)，表明制备的磷化颗粒结晶度高。SAED图(图3c)中显示的多晶环可以指向Co3(PO4)2(JCPDS 43-0499)的(021)和(211)面，以及MoO3(JCPDS 35-0609)对应的(110)、(021)、(211)和(220)面。EDS映射(图4d-h)证实了Co、Mo、P和O元素的存在，这些结果为成功制备3DCo3(PO4)2-MoO3/NF纳米结构阵列提供了证据。
电化学测试：
将实施例1-5获得的材料在1M KOH溶液中以三电极在2mV·s-1的扫描速率下测量极化曲线，详见图5和图6；获得在电流密度为10和100mA·cm-2时，它只需要电压19和80mV。并比较了其电化学活性表面积采用循环伏安法测量电容，具体数据见表1。
表1
Figure BDA0003231736840000101
由图5可知，Co3(PO4)2-MoO3/NF在-10和-100mA·cm-2时仅获得19和80mV的低过电位，低于CoP4-MoO3/NF(η-10＝20mV；η-100＝124mV)，Pt丝(η-10＝53mV；η-100＝138mV)。可以看出，将CoMoO4-NiMoO4/NF浸入Co(NO3)2溶液中，放入管式炉中进行磷化处理后，Co3(PO4)2-MoO3-x/NF的HER活性显著提高，特别是在高电流密度下，通过界面形成异质结构，优化了催化剂的表面电子分布，提高了催化剂的活性和电导率。此外，Co3(PO4)2-MoO3/NF的过电位低于Co3(PO4)2/NF(η-10＝68mV；η-100＝174mV),CoMoO4-NiMoO4/NF(η-10＝301mV),NF(η-10＝253mV)，为了研究HER的电催化动力学，图6展示了相应的Tafel曲线。Co3(PO4)2-MoO3/NF(24.5mV·dec-1)的Tafel斜率小于CoP4-MoO3/NF(57.5mV·dec-1),Pt丝(47.0mV·dec-1)，Co3(PO4)2/NF(100.1mV·dec-1),CoMoO4-NiMoO4/NF(209.0mV·dec-1)和NF(114.9mV·dec-1)催化剂。
电化学比表面积测试：
为评价Co3(PO4)2-MoO3/NF电极的电化学比表面积(ECSAs)，采用双层电容法(Cdl)估算了CoP4-MoO3-x/NF电极和Co3(PO4)2/NF电极的电化学比表面积(ECSAs)。具体结果见图7所示；图7显示实施例3-5的Co3(PO4)2-MoO3/NF(227.43mF·cm-2)的Cdl分别是CoP4-MoO3/NF(134.22mF·cm-2)和Co3(PO4)2/NF(88.31mF·cm-2)的1.69和2.58倍，表明Co3(PO4)2-MoO3/NF具有更大的电化学比表面积，从而提高了催化活性。Co3(PO4)2-MoO3/NF的HER活性显著提高可能是由于异质结构在碱水电解过程中具有协同作用，即水解离生成H自由基并结合成H2。
稳定性测试：
稳定性在水裂解装置中起着关键作用，因为催化剂的寿命与制氢成本直接相关。Co3(PO4)2-MoO3/NF在测时电位稳定性测试前后的LSV曲线反映出极化曲线的退化可以忽略不计(图8)。此外，在固定的过电位19和80mV下持续20小时(图9)进行稳定性测试，在此期间电势变化很小，可以忽略不计。表明Co3(PO4)2-MoO3/NF的复合三维结构作为一种持久、高性能的HER电催化剂具有明显的优势。
Co3(PO4)2-MoO3/NF上氢气气泡的数字图像：
详见图10，显示H2气泡很容易以超高速从Co3(PO4)2-MoO3/NF表面脱落，说明Co3(PO4)2-MoO3/NF具有释放原位生成H2气泡和防止气泡滞留的巨大潜力。因此，增强活动的Co3(PO4)2-MoO3/NF催化剂主要是由于其较大的电化学表面积暴露更多的活性位点,以及高效的电解质和催化剂表面之间的电荷转移。
本发明将Co3(PO4)2和MoO3结合组成具有双活性成分应用于电解水的析氢电催化剂电极，并研究其电催化活性和稳定性性能。原料廉价易得，工艺简单，本发明的Co3(PO4)2-MoO3/NF有产业化的应用前景。
本发明开发了一种简单的热磷化策略来构建富界面的Co3(PO4)2-MoO3/NF分层异质结构，Co3(PO4)2纳米点和MoO3双活性组分耦合，相互作用，协同共进，显著提高了析氢(HER)性能。
本发明所述的Co3(PO4)2-MoO3/NF对于碱性HER，在10mA·cm-2条件下仅需要19mV的过电位，且具有优异的稳定性。高电流密度下的HER性能超过了商用贵金属Pt，这可能是由于其独特的界面和疏水气体结构。
以上所述实施例，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
S1:将泡沫镍NF进行预处理，获得预处理泡沫镍；
S2:将硝酸钴和钼酸铵加入至水中溶解获得混合溶液，并将所述混合溶液与预处理泡沫镍混合并加热反应后经洗涤干燥后获得前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品；
S3:将所述前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品在硝酸钴溶液中浸泡后，在空气中自然干燥；
S4:将所述浸泡干燥处理后的前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品与亚磷酸二氢钠在氮气气氛下加热进行热磷化反应，获得Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒阵列三维电极材料。
2.根据权利要求1所述的磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，其特征在于，所述泡沫镍预处理具体包括：
将泡沫镍NF在盐酸溶液中超声处理后，采用去离子水和乙醇进行洗涤多次洗涤。
3.根据权利要求1所述的磷酸钴三氧化钼纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸钴和钼酸铵的摩尔比为4.0-5.5：1。
4.根据权利要求1所述的磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中将所述混合溶液与预处理泡沫镍混合并加热反应经洗涤干燥后获得前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品具体为：
将预处理泡沫镍与混合溶液放入高压釜混合，并在160℃-200℃下保持6-16h；
反应完成后采用去离子水洗涤并在50-70℃条件下真空干燥10-15h。
5.根据权利要求1所述的磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的浸泡时间为20-40s，所述硝酸钴溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列三维电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的热磷化过程具体为：
将所述浸泡干燥处理后的前驱体CoMoO4-NiMoO4/NF样品至于管式炉的下游，上游放入水合亚磷酸二氢钠，在300℃-400℃的氮气中进行热磷化2-3h，随炉冷却获得Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒阵列三维电极材料。
7.一种磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列电极材料，其特征在于，所述纳米棒阵列三维电极材料由权利要求1-6任意所述的制备方法制备获得；
所述磷酸钴三氧化钼复合纳米棒阵列电极材料以泡沫镍NF为基体，所述基体上生长Co3(PO4)2和MoO3纳米棒阵列，形成Co3(PO4)2-MoO3/NF纳米棒阵列电极。
8.权利要求1-6任意所述制备方法获得或按照权利要求7的磷酸钴三氧化钼纳米棒阵列三维电极材料在析氢电催化材料中的应用。
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