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一种负载钌单原子电解水催化材料及其制备方法技术

技术编号:23780525 阅读:120 留言:0更新日期:2020-04-14 21:09
本发明专利技术公开了一种负载钌单原子电解水催化材料及其制备方法,属于复合材料制备领域。所述负载钌单原子电解水催化材料由反应活性物和载体组成,所述反应活性物为钌单原子,所述载体为氮掺杂的碳纳米纤维材料。本发明专利技术通过静电纺丝法制备得到含有钌元素的纳米纤维膜,然后在NH

A ruthenium supported monoatomic water catalytic material and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种负载钌单原子电解水催化材料及其制备方法
本专利技术涉及一种负载钌单原子电解水催化材料及其制备方法,属于复合材料制备领域。
技术介绍
近年来,因石油、煤炭、天然气等化石燃料的日益枯竭,寻找一种清洁可再生新能源迫在眉睫。氢能因其燃烧热值高、燃烧产物无污染、资源可再生等优点,被认为是21世纪最有前途的绿色能源之一,因此,氢能的开发成为新能源领域研究的热点之一。目前制氢的主要方法有矿物燃料制氢、生物质制氢、光催化制氢和电解水制氢,其中电解水制氢因高效、产物纯净、操作简单、原料来源经济广泛等优点成为最有望实现工业制氢的途径之一。但电解水所需耗能较高,因此需要使用催化剂降低反应过点位达到高效节能的目的。此外,目前最为优异的电解水催化材料仍是Pt等贵金属催化材料,但贵金属储量稀缺、价格昂贵、且稳定性较差难以实现大规模应用。因此,研究低成本、高效率和高稳定性的电催化水解电极材料具有非常重要的经济价值和社会意义。钌是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属元素,是铂族金属中的一员,但同时钌也是铂族金属中最便宜的一种金属,钌具有与铂相似的金属-氢键能,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载钌单原子电解水催化材料,其特征在于,所述电解水催化材料由反应活性物和载体组成,其中反应活性物为钌单原子,载体为静电纺丝法制备的碳纳米纤维材料,所述碳纳米纤维的直径为50-500nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种负载钌单原子电解水催化材料,其特征在于,所述电解水催化材料由反应活性物和载体组成,其中反应活性物为钌单原子,载体为静电纺丝法制备的碳纳米纤维材料,所述碳纳米纤维的直径为50-500nm。


2.根据权利要求1所述的负载钌单原子电解水催化材料,其特征在于,所述反应活性物的负载量为0.2-10wt%。


3.权利要求1所述的负载钌单原子电解水催化材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)制备含有钌元素的纳米纤维膜:取钌元素的前驱体加入到超细纤维前驱体溶液中,搅拌均匀,然后采用静电纺丝法对混合溶液进行纺丝,得到含有钌元素的纳米纤维膜;
(2)制备碳纳米纤维负载钌单原子电解水催化材料:将步骤(1)制备得到的含有钌元素的纳米纤维膜进行煅烧,先以1~20℃/min的升温速率升温到150℃~300℃,在空气氛围下保温1~3小时,保温结束后,在惰性气体氛围下,以1~20℃/min的升温速率升温至400℃~600℃,并通入氨气0.5-2小时,随后升温至700℃-1000℃并保温1-3小时进行碳化,保温结束后在惰性气体的保护下...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱罕张志力陆双龙段芳杜明亮
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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