一种Pd@Ni-SNT/石墨烯析氢催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种Pd@Ni‑SNT/石墨烯析氢催化剂及其制备方法和应用，属于电解水制氢技术领域。本发明专利技术通过原位一步水热法制备Ni‑硅酸盐纳米管，通过硅酸盐纳米管的限域效应，将Pd纳米粒子包覆于其管壁内，并与石墨烯进行复合。本发明专利技术中的硅酸盐纳米管能够有效阻止Pd纳米粒子的长大和流失，并大大提高了其分散性，且Pd能与过渡金属Ni形成协同效应，进一步提高催化剂的的析氢活性。本发明专利技术所得催化剂在较低贵金属的负载量（6.2wt%）时即具有优异的析氢活性，在电流密度为10 mA/cm

one kind Pd@Ni-SNT/ Preparation and application of graphene catalyst for hydrogen evolution

【技术实现步骤摘要】
一种Pd@Ni-SNT/石墨烯析氢催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种Pd@Ni-SNT/石墨烯析氢催化剂及其制备方法和应用，属于电解水制氢

技术介绍
电解水工艺因其高效性而易形成产业化，是最有前景的制氢方法，具有操作简单、产品纯度高、无污染和原料来源经济等特点。电解水是将直流电通过酸性或碱性水溶液将水分解，在阴极析出氢气，阳极析出氧气。水电解需要的理论电压为1.23V，该值具有温度依赖性，但在实际应用中使水分解的电压要高于该理论值，额外需要的电压则为过电位，阴极析氢、阳极析氧存在的过电位将导致实际能耗增大，成为制约电解水在工程领域发展的瓶颈，所以需降低过电位使水分解反应更加节能高效。作为电解水系统中最关键的环节，制备高催化活性的HER和OER电极是降低电极过电位高的关键。因此，研究和开发能降低电解水能耗的电催化电极材料具有重要的理论和现实意义。迄今，在各种电极材料中，Pt电极具有最佳的催化析氢活性，但稀少的储量以及高成本限制了它的大规模应用。因此，开发具有高析氢活性和低贵金属负载量的电极材料是当今研究的热点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Pd@Ni-SNT/石墨烯析氢催化剂，其特征在于，以石墨烯为导电载体，Ni-SNT为限域硅酸盐纳米管介质，Pd纳米颗粒为活性金属，其中Pd纳米颗粒填充于Ni-SNT管壁内；优选的，以催化剂为基准，Pd纳米颗粒的含量为2-10wt%。/n

【技术特征摘要】
1.一种Pd@Ni-SNT/石墨烯析氢催化剂，其特征在于，以石墨烯为导电载体，Ni-SNT为限域硅酸盐纳米管介质，Pd纳米颗粒为活性金属，其中Pd纳米颗粒填充于Ni-SNT管壁内；优选的，以催化剂为基准，Pd纳米颗粒的含量为2-10wt%。


2.根据权利要求1所述的析氢催化剂，其特征在于，以催化剂为基准，Pd纳米颗粒的含量为4-8wt%。


3.根据权利要求1-2任一项所述的析氢催化剂，其特征在于，以催化剂为基准，Ni的含量为2-12wt%，进一步优选为5-10wt%。


4.权利要求1-3任一项所述的一种Pd@Ni-SNT/石墨烯析氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将适量的可溶性镍盐溶于去离子水中，逐滴加入过量氨水溶液，使得溶液先生成沉淀，后沉淀逐渐溶解，磁力搅拌下，逐滴加入0.1-0.5mol/l的Na2SiO3溶液形成沉淀，其中，Ni与Si的摩尔比为0.05-0.4；加入少量的聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌0.5-3h，将所得混合物转移入聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，150-220℃反应8-48h，自然冷却至室温，离心，去离子水和乙醇洗涤数次，150-200℃干燥，350-500℃焙烧，得到得到Ni-SNT；
（2）将所得Ni-SNT分散于适量乙醇中...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙占仑，
申请(专利权)人：青岛品泰新材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37