一种牺牲ZIF-67共掺杂钒钌的中空阵列催化剂的制备方法及其电解水制氢应用技术

技术编号:40549688 阅读:53 留言:0更新日期:2024-03-05 19:08
本发明专利技术公开了一种牺牲ZIF‑67共掺杂V和Ru的纳米片修饰的中空阵列催化剂(RuV‑Co(OH)2)的制备方法及其在电解水制氢方面的应用。所述的电解水制氢催化剂包括:在泡沫镍上生长ZIF‑67片状阵列,后对其进行V和Ru水热掺杂处理,得到V和Ru共掺杂的纳米片修饰的中空阵列催化剂RuV‑Co(OH)2。该合成方法简单温和且成本低,且所合成的RuV‑Co(OH)2催化剂经过电化学测试发现其具有优秀的HER催化性能,在较低的过电位下具有较高的电流密度。此外,该催化剂具有良好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学催化水分解产氢领域,具体涉及一种具体涉及了一种牺牲zif-67共掺杂钒钌的中空阵列催化剂的制备方法及其在电解水制氢领域的应用。


技术介绍

1、日益增长的能源需求和环境污染问题刺激了清洁能源的开发和研究。氢是一种很有前途的化石燃料替代品,也是减少温室气体排放的理想二次能源。电化学水分解是制备高纯氢的一种很有前途的方法。然而,电解水过程动力学缓慢,需要使用有效的催化剂来降低电解水过程中的过电位。目前先进的电解水制氢催化剂主要为pt基材料,但贵金属的高成本和较差的稳定性限制了其广泛应用。因此,开发低成本高催化活性和稳定性的电解水制氢催化剂有重要意义。

2、基于此,我们提出了一种基于金属有机框架(mof)的牺牲模板策略来实现ru, v共掺杂中空阵列催化剂(ruv-co(oh)2)的可控合成。中空阵列和高比表面积纳米片的结合使得ruv-co(oh)2具有良好的催化和传质性能。掺杂的金属(ru, v)呈均匀分散,且它们调节了催化剂的电子结构,大大增加了催化剂活性位点的密度。此外,超低贵金属ru掺杂,既能加速反应动力学,又能平衡性能和成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解水制氢催化剂,其特征在于,采用如下工艺制备:

2.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,所述的基底选自碳纸、泡沫镍,碳布和导电玻璃。

3.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,步骤1中的钴盐包括氯化盐,硫酸盐,硝酸盐等一种或两种以上金属盐。

4.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,步骤1中钴盐和2-甲基咪唑的含量比在1-10。

5.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,步骤2钒源包括原钒酸钠、偏钒酸钠、焦钒酸钠,氯化钒和偏钒酸铵等一种或两种以上。

6.根据权利要求1所...

【技术特征摘要】

1.一种电解水制氢催化剂,其特征在于,采用如下工艺制备:

2.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,所述的基底选自碳纸、泡沫镍,碳布和导电玻璃。

3.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,步骤1中的钴盐包括氯化盐,硫酸盐,硝酸盐等一种或两种以上金属盐。

4.根据权利要求1所述的电解水制氢催化剂,其特征在于,步骤1中钴盐和2-甲基咪唑的含量比在1-10。

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【专利技术属性】
技术研发人员:赵红武莹
申请(专利权)人:中国科学院大学
类型:发明
国别省市:

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