高暴露铂纳米团簇HER电催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了高暴露铂纳米团簇HER电催化剂及其制备方法与应用，属于氢能源技术领域。其中，高暴露铂纳米团簇HER电催化剂通过电化学还原辅助的光分解法制得。此方法流程简单，合成周期短，适合大规模的工业生产。此发明专利技术将所制得的高暴露铂纳米团簇HER电催化剂应用于酸性电催化产氢反应中，展现出超高的原子利用率和电化学活性。作为阴极组装PEMWE装置展现优异的电压优势，在1Acm

【技术实现步骤摘要】
高暴露铂纳米团簇HER电催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于氢能源
，具体涉及高暴露铂纳米团簇HER电催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氢气作为最清洁的燃料，被认为是21世纪最有发展前景的能源之一。然而，目前生产的大部分氢气来自于蒸汽甲烷重整，这种甲烷来自化石储备，产生大量的二氧化碳。电催化产氢(HER)是一种很有前途的替代方法，可以替代目前以化石燃料为基础的排放二氧化碳的能源系统，同时实现间歇式能源(例如风能，太阳能)的高效能量转换和储存。然而在酸性环境中，受制于反应动力学和稳定性的限制，目前仍大量使用贵金属铂作为HER催化剂。但贵金属铂的高成本和稀缺性严重限制了其在商业中的应用。因此发展低铂HER催化剂，在保持高活性的同时降低催化剂载量至关重要。
[0003]铂团簇型催化剂兼顾了高反应活性和高原子利用率的特点，是一种具有发展前景的新型催化剂。然而到目前为止，获得高暴露，无配体的稳定铂纳米团簇仍然是一项挑战性课题。在方法学上，一般通过溶剂热法合成铂纳米团簇，这种方法通过将金属前驱体和含有封端剂的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高暴露铂纳米团簇HER电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)使用紫外灯照射含铂前驱体溶液，溶液颜色加深，并出现丁达尔现象；(2)将步骤(1)所得的溶液和碳载体混合，搅拌吸附，抽滤并干燥得到黑色粉末；(3)将步骤(2)所述黑色粉末与nafion溶液混合，超声，所得浆液滴涂于玻碳电极上，然后进行电化学还原操作，得到高暴露铂纳米团簇HER电催化剂。2.根据权利要求1所述的高暴露铂纳米团簇HER电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铂前驱体为H2PtCl6、Na2PtCl6、K2PtCl6中的一种以上。3.根据权利要求1所述的高暴露铂纳米团簇HER电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铂前驱体溶液为3～5mg/mL的H2PtCl6溶液。4.根据权利要求1所述的高暴露铂纳米团簇HER电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述紫外灯的发射光波长范围240nm～285nm，功率密度为1～3mW cm
‑2；步骤(1)所述紫外灯照射的时间为20～60min。5.根据权利要求1所述的高暴露铂纳米团簇HER电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)整个过程在黑暗避光条件下进行；步骤(2)所述搅拌吸附的时间为1～4h；步骤(2)所述干燥为冷冻干燥，步骤(2)所述干燥的时间为24～48h；步骤(2)所述碳载体为卡博特炭黑Vulcan XC
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁振兴，刘文博，傅志勇，向志朋，谭爱东，万凯，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：