一种Ru基析氢催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种Ru基析氢催化剂及其制备方法和应用，包括如下步骤：1）、将聚苯胺纤维在惰性气氛下升温至700‑1100℃，保温3‑5h，所获得的黑色产物即为含氮碳纤维；2）、将步骤1）所得含氮碳纤维、三聚氰胺和氯化钌分散于硼酸的水溶液中得到悬浊液，将所得悬浊液进行干燥，所得干燥产物在惰性气氛下升温至500‑800℃，保温2‑4h后，所获得的黑色粉末即为Ru基析氢催化剂；其中，所述含氮碳纤维、三聚氰胺、硼酸和氯化钌的质量比为2‑4：2‑6：2‑6：1。本发明专利技术利用B和N掺杂的碳纳米纤维，有效的分散了Ru2B3纳米颗粒，且该催化剂在全pH范围内均表现出优异的析氢性能。

A Ru-based hydrogen evolution catalyst and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种Ru基析氢催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于电化学
，具体涉及一种Ru基析氢催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
氢气（H2）是最具吸引力的清洁能源之一，具有优异的能量储存和转化性能。为了实现高效的水裂解，人们迫切希望找到有效的HER（析氢）催化剂。Pt基催化剂虽然具有最佳的综合催化性能，可大大降低电化学过程的能量势垒，加速H+到H2的电化学反应速率。但是，对于大规模的制氢来说，贵金属为稀缺资源，成本高昂，另一方面，考虑到其过程中不可避免的质子浓度变化，而理想的催化剂要求在通用的pH条件下工作良好，从而使水裂解过程更节能。Ru基催化剂在活性中心与氢（≈65kcalmol-1）具有中等的“类Pt”结合强度和类金属电子传输性质，而且Ru的成本仅是Pt的4%，这对商业化应用非常有吸引力。在过去的几年中，学者们在Ru基催化剂的形态控制、制备Ru基的复合材料或能带工程等方面付出了许多努力，这些成功地为Ru基催化剂提供了额外的活性中心，以增强其催化作用。JongBeomBaek等人（SuJ,YangY,XiaG,etal.NatureCommunications,2017,8:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ru基析氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）、将聚苯胺纤维在惰性气氛下升温至700‑1100℃，保温3‑5h，所获得的黑色产物即为含氮碳纤维；2）、将步骤1）所得含氮碳纤维、三聚氰胺和氯化钌分散于硼酸的水溶液中得到悬浊液，将所得悬浊液进行干燥，所得干燥产物在惰性气氛下升温至500‑800℃，保温2‑4h后，所获得的黑色粉末即为Ru基析氢催化剂；其中，所述含氮碳纤维、三聚氰胺、硼酸和氯化钌的质量比为2‑4：2‑6：2‑6：1。

【技术特征摘要】
1.一种Ru基析氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）、将聚苯胺纤维在惰性气氛下升温至700-1100℃，保温3-5h，所获得的黑色产物即为含氮碳纤维；2）、将步骤1）所得含氮碳纤维、三聚氰胺和氯化钌分散于硼酸的水溶液中得到悬浊液，将所得悬浊液进行干燥，所得干燥产物在惰性气氛下升温至500-800℃，保温2-4h后，所获得的黑色粉末即为Ru基析氢催化剂；其中，所述含氮碳纤维、三聚氰胺、硼酸和氯化钌的质量比为2-4：2-6：2-6：1。2.根据权利要求1所述Ru基析氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚苯胺纤维采用如下方法制备得到：将植酸、苯胺、对苯二胺和过硫酸铵混合后，于0~5℃反应1-3h，然后转入反应釜，于180℃反应3-5h，即得聚苯胺纤维；其中，植酸、苯胺、对苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳楠，乔越洋，程永，程俊淇，许群，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41