一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，涉及能源催化材料技术领域。该基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，包括掺氮石墨烯基底，所述掺氮石墨烯基底表面附着有RhPd双金属层状氢氧化物，所述RhPd双金属层状氢氧化物表面沉积有对甲基苯胺和联苯胺的复合物。通过采用RhPd双金属层状氢氧化物作为原材料，Rh金属熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好，Pd金属可提高该材料的电阻率、硬度和强度，进一步提升材料的催化性能，提升该材料的使用效果，通过采用化学气相沉积法在材料表面沉积有对甲基苯胺和联苯胺的复合物，提升复合材料的析氢电化学性能。析氢电化学性能。析氢电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法


[0001]本专利技术涉及能源催化材料
，具体为一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法。

技术介绍

[0002]析氢反应是指通过电化学的方法使用催化剂产生氢气，但是，现有的反应过程所使用的复合材料大多为金属制成，本身的催化活性和化学活性不佳，因此受到较大动力学能垒的阻碍，很难实现大规模应用，同时，目前大多数电催化剂，往往只能在低电流密度下稳定进行电解水制氢气，整体的强度和稳定性较低，导致其与实际工业生产要求相差甚远。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，解决了现有的制备方法制得的材料催化活性和化学活性差，强度和稳定性较低，亲水性和化学活性不佳的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，包括掺氮石墨烯基底，所述掺氮石墨烯基底表面附着有RhPd双金属层状氢氧化物，所述RhPd双金属层状氢氧化物表面沉积有对甲基苯胺和联苯胺的复合物。
[0007]一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，具体包括以下步骤：
[0008]S1.石墨烯基底前处理
[0009]将石墨烯基底放入到超声波清洗机中，分别通入无水乙醇、盐酸溶液、去离子水对基底进行三次清洗，清洗结束后烘干备用；<br/>[0010]S2.前驱体制备
[0011]将掺氮石墨烯基底作为阳极，Pt金属片作为阴极，以Rh离子和Pd离子的混合溶液作为前驱物，通过两个电极进行水热处理，制得反应物，将反应物取出，过滤，洗涤，干燥，制得前驱体；
[0012]S3.复合物化学气相沉积
[0013]将对甲基苯胺和联苯胺制成混合溶液，将混合溶液通入到蒸发室中，在高真空条件下通过电子束加热器进行加热蒸发，将加热产生的蒸发粒子通过蒸发源射出到前驱体表面，蒸汽离子在前驱体表面发生扩散，并形成粒子团簇，多个离子团簇之间相互合并，进而变成连续膜，实现复合物的沉积，制得该超亲水复合材料。
[0014]优选的，所述S1中，超声波清洗机频率为20
‑
35kHz，清洗时间为5
‑
15min。
[0015]优选的，所述S2中，水热处理温度为100
‑
200℃。
[0016]优选的，所述S2中，混合溶液中Rh离子和Pd离子的摩尔浓度比为13:1。
[0017]优选的，所述S3中，对甲基苯胺和联苯胺的比例为5：1。
[0018]优选的，所述S3中，蒸发源所使用的发热材料为Ni
‑
Cr合金。
[0019](三)有益效果
[0020]本专利技术提供了一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法。具备以下有益效果：
[0021]1、本专利技术提供了一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，相较于现有的超亲水复合材料制备方法，该超亲水复合材料制备方法通过采用RhPd双金属层状氢氧化物作为原材料，Rh金属熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好，Pd金属可提高该材料的电阻率、硬度和强度，进一步提升材料的催化性能，提升该材料的使用效果。
[0022]2、本专利技术提供了一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，相较于现有的超亲水复合材料制备方法，该超亲水复合材料制备方法通过采用化学气相沉积法在材料表面沉积有对甲基苯胺和联苯胺的复合物，复合物可优化催化剂对水的裂解能力和对氢中间体的吸附性能，加强复合材料的亲水性，增加潜在催化活性和提升电化学活性表面积，进而提升复合材料的析氢电化学性能。
[0023]3、本专利技术提供了一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，相较于现有的超亲水复合材料制备方法，该超亲水复合材料制备方法通过采用掺氮石墨烯作为基底，掺氮石墨烯通过将石墨烯进行掺氮改性制备而成，掺氮石墨烯的稳定性好，在空气中不易变性，容易存放，比表面积大，作为复合材料的基底使用，可以为金属离子进行附着传输提供了良好的通道，使复合材料整体表现出较大的比容量和较好的循环稳定性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的性能测试记录表。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例：
[0027]如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，包括掺氮石墨烯基底，有利于提升该材料整体的稳定性，掺氮石墨烯基底表面附着有RhPd双金属层状氢氧化物，有利于实现该材料进行大电流密度析氢反应基本的使用功能，RhPd双金属层状氢氧化物表面沉积有对甲基苯胺和联苯胺的复合物，有利于提升该材料整体的亲水性。
[0028]一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，具体包括以下步骤：
[0029]S1.掺氮石墨烯基底前处理
[0030]将掺氮石墨烯基底放入到超声波清洗机中，分别通入无水乙醇、盐酸溶液、去离子水对基底进行三次清洗，清洗结束后烘干备用，有利于确保基底表面清洁，确保其他材料附
着的稳定性；
[0031]S2.前驱体制备
[0032]将掺氮石墨烯基底作为阳极，Pt金属片作为阴极，以Rh离子和Pd离子的混合溶液作为前驱物，通过两个电极进行水热处理，制得反应物，将反应物取出，过滤，洗涤，干燥，制得前驱体，有利于提升各金属离子的附着稳定程度；
[0033]S3.复合物化学气相沉积
[0034]将对甲基苯胺和联苯胺制成混合溶液，将混合溶液通入到蒸发室中，在高真空条件下通过电子束加热器进行加热蒸发，将加热产生的蒸发粒子通过蒸发源射出到前驱体表面，蒸汽离子在前驱体表面发生扩散，并形成粒子团簇，多个离子团簇之间相互合并，进而变成连续膜，实现复合物的沉积，制得该超亲水复合材料，有利于提升该材料整体的亲水性，提升金属离子的附着效果。
[0035]S1中，超声波清洗机频率为20
‑
35kHz，清洗时间为5
‑
15min，有利于确保基底表面彻底清洁，S2中，水热处理温度为100
‑
200℃，有利于确保反应可以充分进行，S2中，混合溶液中Rh离子和Pd离子的摩尔浓度比为13:1，有利于提升该材料在大电流密度析氢反应过程中的使用效果，S3中，对甲基苯胺和联苯胺的比例为5：1，有利于确保复合物可以均匀进行覆膜，S3中，蒸发源所使用的发热材料为Ni
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料，包括掺氮石墨烯基底，其特征在于：所述掺氮石墨烯基底表面附着有RhPd双金属层状氢氧化物，所述RhPd双金属层状氢氧化物表面沉积有对甲基苯胺和联苯胺的复合物。2.一种基于大电流密度析氢反应的超亲水复合材料制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.掺氮石墨烯基底前处理将掺氮石墨烯基底放入到超声波清洗机中，分别通入无水乙醇、盐酸溶液、去离子水对基底进行三次清洗，清洗结束后烘干备用；S2.前驱体制备将掺氮石墨烯基底作为阳极，Pt金属片作为阴极，以Rh离子和Pd离子的混合溶液作为前驱物，通过两个电极进行水热处理，制得反应物，将反应物取出，过滤，洗涤，干燥，制得前驱体；S3.复合物化学气相沉积将对甲基苯胺和联苯胺制成混合溶液，将混合溶液通入到蒸发室中，在高真空条件下通过电子束加热器进行加热蒸发，将加热产生的蒸发粒子通过蒸发源射出到前驱体表面，蒸汽离子在前驱体表面发生扩散，并形成粒子团簇，多个离子团簇之间相互合并，进而变成连续膜，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志山，康文丽，王华，李孔斋，祝星，李舟航，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：