The invention belongs to the field of new energy technology, in particular to the preparation of a three-dimensional graphene supported CoCu MOF composite electrocatalyst. The invention aims to design a new non-noble metal catalyst with high efficiency, low cost and abundant raw materials to replace the traditional noble metal catalyst and reduce the heavy dependence on noble metal catalyst. Three-dimensional graphene-supported bimetallic MOF-based composite electrocatalysts were prepared by dissolution-heat method. Among them, the excellent catalytic activity of the composite mainly comes from three-dimensional graphene as the conductive substrate, and three-dimensional graphene has excellent conductive and thermal conductivity; MOF material as the main catalyst, MOF material itself has excellent catalytic activity and the synergistic effect of bimetallic centers, thus realizing the complementary advantages between the two materials in order to achieve the catalyst in the process of electrolytic water. It has obvious catalytic performance and stability.
【技术实现步骤摘要】
一种三维石墨烯负载CoCu-MOF复合电催化剂的制备
本专利技术属于新型能源
,涉及了一种三维石墨烯负载CoCu-MOF复合电催化剂的制备。
技术介绍
能源是现在世界上最重要的资源之一,不论是社会的发展与进步,还是人们的日常生活,都与能源息息相关。甚至绝大部分的战争都和能源问题有着千丝万缕的联系。而化石能源是我们日常生活中最常使用的能源之一。但这些化石能源的形成不仅需要及其苛刻的环境,还需要特别漫长的时间,凭借我们现有的技术根本无法人为的制造出化石能源,经过亿万年才能形成的化石能源在短短的一两百年间被过度使用,已经接近枯竭。同时出于对环境的保护,石油和煤炭等会产生污染的能源在将来一定会被清洁无污染的可再生能源所代替,其中无污染的能源如氢能凭借清洁、高效、原料来源广的特点被公认为特别有潜力的能量来源。氢能的制备方法也比较多,制备氢气的条件也不是很苛刻。但除了光解水制氢和生物制氢外,其余的都是将各种能源先转化为电能后再通过电解水制得氢气。在电解水的过程中,阳极发生的是OER反应,阴极发生的是HER反应。阴极上的H2生成受到阳极析氧反应和阴极析氢反应的反应动力学的严重限制,这两个联合反应决定了总的水分解效率。因此,具有较高析氢反应和析氧反应活性的高效催化剂是降低能垒和提高整体水解能效的基础。虽然电解水的最终目的是为了制得氢气,但由于OER与HER相比反应更加缓慢且需要更高的过电势,因此提高OER的反应效率对于电解水过程有着更为重要的意义。而MOF材料(金属-有机框架材料)具有规整的孔道结构、大的孔径和高的比表面等优良的结构特征,使其在反应的催化、气体吸附和 ...
【技术保护点】
1.一种三维石墨烯负载CoCu‑MOF复合电催化剂的制备,其特征在于该催化剂是按以下步骤进行:(1)首先根据改良Hummers法制备氧化石墨,取120mg氧化石墨溶于40mL水中制成3mg/mL的溶液,超声1h后用氨水调节pH至10,将上述3mg/mL的溶液放入水热釜中180℃反应20h,自然冷却后反复多次洗涤,将所得产品置于玻璃皿中放入冰箱冷冻直至完全凝固,再放入冷冻干燥机中冷冻干燥48h得到三维石墨烯,样品标记为3D Gr;(2)按照一定摩尔比称取对苯二甲酸(H2BDC)、CuCl2·2H2O、C4H6CoO4·4H2O于玻璃制烧杯中,随后加入32mL DMF和20mL乙二醇,密封并常温下磁力搅拌53min。再称取适量的三维石墨烯加入到浆液中再超声10min使三维石墨烯均匀分散在浆液中。将上述分散液置于水热反应釜中以某一温度反应一定时间,然后自然冷却至室温后,将反应液取出离心处理,用乙醇和水分别洗涤3~4次,60℃烘干、研磨均匀,标记为3D Gr/CoCu‑MOF。
【技术特征摘要】
1.一种三维石墨烯负载CoCu-MOF复合电催化剂的制备,其特征在于该催化剂是按以下步骤进行:(1)首先根据改良Hummers法制备氧化石墨,取120mg氧化石墨溶于40mL水中制成3mg/mL的溶液,超声1h后用氨水调节pH至10,将上述3mg/mL的溶液放入水热釜中180℃反应20h,自然冷却后反复多次洗涤,将所得产品置于玻璃皿中放入冰箱冷冻直至完全凝固,再放入冷冻干燥机中冷冻干燥48h得到三维石墨烯,样品标记为3DGr;(2)按照一定摩尔比称取对苯二甲酸(H2BDC)、CuCl2·2H2O、C4H6CoO4·4H2O于玻璃制烧杯中,随后加入32mLDMF和20mL乙二醇,密封并常温下磁力搅拌53min。再称取适量...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢爱娟,陶凤,陶宇炜,杜佳雯,罗士平,彭宇翔,许成飞,熊志宸,余祥浪,朱仕超,
申请(专利权)人:常州大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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