【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电催化剂，具体为一种钌钴氧化物自支撑电极及制备方法和应用。
技术介绍
1、随着化石燃料大量使用带来的一系列环境问题，开发出清洁可再生的能源已迫在眉睫。电解水制氢作为一种绿色无污染、可持续发展的制氢方法，被认为是理想的制氢方法。与传统碱性电解水相比，酸性电解水具有气体纯度高、工作电流密度大、能耗低等优点，是高效的制氢技术。酸性电催化剂通常为贵金属基，其中钌基催化剂由于其催化活性高，成本较铱低，且储存量更多，已被作为替代铱基的候选材料，然而在高电位下，钌基材料易氧化溶解影响其性能。近年来，众多电解水催化剂被陆续研究和开发，然而大多数催化剂电流密度低，无法满足工业电解水制氢的要求。因此制备低成本、高性能，且能实现大电流密度催化的电催化剂，对于促进电解水制氢的实际应用具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种钌钴氧化物自支撑电极及制备方法和应用，以解决
技术介绍
中涉及的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种钌钴氧化物自支撑电极，以钛网为基底，氯化钌和氯化钴的盐酸水溶液通过水热法在钛网上原位生长出二氧化钌纳米粒子，钴原子掺入二氧化钌晶格中，形成钴掺杂二氧化钌的自支撑电极，用于析氧反应和析氢反应的电催化剂。
3、钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，
4、1)将裁剪好的钛网依次放入清洗液中，分别超声清洗；将超声过的钛网浸入盐酸溶液中刻蚀；随后依次用清洗液冲洗，烘干燥；
5、
6、3)取一片1)中处理过的钛网，浸入2)的溶液中，随后一起转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜内反应，冷却至室温后，取出钛网，冲洗，烘干得到钌钴氧化物自支撑电极。
7、进一步的，
8、所述1)中钛网依次放入丙酮、乙醇和去离子水中清洗，刻蚀后依次用乙醇和去离子水冲洗。
9、进一步的，所述1)中超声10min，90℃刻蚀15min，60℃烘干6h，盐酸溶液的质量分数18％。
10、进一步的，所述2)中盐酸溶液的质量分数为0.5％，氯化钌与氯化钴的摩尔比为1:1.74，氯化钌的浓度为38.6mm，氯化钴的浓度为67.2mm。
11、进一步的，所述3)中，反应条件为200℃，20h，用去离子水和乙醇交替冲洗，60℃烘干6h。
12、一种钌钴氧化物自支撑电极的应用，用于析氧反应、析氢反应以及全解水中。
13、进一步的，
14、1)将钴钌氧化物自支撑电极作为工作电极，在三电极系统中测试其析氧和析氢性能；
15、2)将钴钌氧化物自支撑电极组装全解水装置。
16、进一步的，1)中所述三电极体系中的工作电极为钴钌氧化物自支撑电极，且大小均为1*1cm，参比电极和对电极分别为可逆氢电极和铂片电极，测试所用电解液为0.5mh2so4溶液。
17、进一步的，2)中所述全解水装置为双电极电催化电解槽，阳极和阴极均为钴钌氧化物自支撑电极，且大小均为1*1cm，测试电解液为0.5m h2so4溶液。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术在三维多孔导电基底上原位生长催化材料，制备自支撑式催化剂，无需粘结剂，且比表面积更大，能够暴露更多活性位点，进一步提高了材料的活性和稳定性，通过掺杂元素调节，使得低电负性的钴为钌提供电子，抑制了钌的过度氧化，在一定程度上提高了催化剂的活性和稳定性，使其在大电流密度下具有良好性能，使用水热法制备，工艺简单可控，不需要昂贵设备，具有大规模应用的潜力，可广泛用于电解水装置中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钌钴氧化物自支撑电极，其特征在于：以钛网为基底，氯化钌和氯化钴的盐酸水溶液通过水热法在钛网上原位生长出二氧化钌纳米粒子，钴原子掺入二氧化钌晶格中，形成钴掺杂二氧化钌的自支撑电极，用于析氧反应和析氢反应的电催化剂。
2.根据权利要求1所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述1)中钛网依次放入丙酮、乙醇和去离子水中清洗，刻蚀后依次用乙醇和去离子水冲洗。
4.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述1)中超声10min，90℃刻蚀15min，60℃烘干6h，盐酸溶液的质量分数18％。
5.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述2)中盐酸溶液的质量分数为0.5％，氯化钌与氯化钴的摩尔比为1:1.74，氯化钌的浓度为38.6mM，氯化钴的浓度为67.2mM。
6.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述3)中，反应条件为200℃，20h，用去离子水和乙醇交
7.一种根据权利要求1所述的钌钴氧化物自支撑电极的应用，所述电极根据权利要求2-6任一项所述的制备方法制备，其特征在于：用于析氧反应、析氢反应以及全解水中。
8.根据权利要求7所述的钌钴氧化物自支撑电极的应用，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的钌钴氧化物自支撑电极的应用，其特征在于：1)中所述三电极体系中的工作电极为钴钌氧化物自支撑电极，且大小均为1*1cm，参比电极和对电极分别为可逆氢电极和铂片电极，测试所用电解液为0.5M H2SO4溶液。
10.根据权利要求8所述的钌钴氧化物自支撑电极的应用，其特征在于：2)中所述全解水装置为双电极电催化电解槽，阳极和阴极均为钴钌氧化物自支撑电极，且大小均为1*1cm，测试电解液为0.5M H2SO4溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种钌钴氧化物自支撑电极，其特征在于：以钛网为基底，氯化钌和氯化钴的盐酸水溶液通过水热法在钛网上原位生长出二氧化钌纳米粒子，钴原子掺入二氧化钌晶格中，形成钴掺杂二氧化钌的自支撑电极，用于析氧反应和析氢反应的电催化剂。
2.根据权利要求1所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述1)中钛网依次放入丙酮、乙醇和去离子水中清洗，刻蚀后依次用乙醇和去离子水冲洗。
4.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述1)中超声10min，90℃刻蚀15min，60℃烘干6h，盐酸溶液的质量分数18％。
5.根据权利要求2所述的钌钴氧化物自支撑电极的制备方法，其特征在于：所述2)中盐酸溶液的质量分数为0.5％，氯化钌与氯化钴的摩尔比为1:1.74，氯化钌的浓度为38.6mm，氯化钴的浓度为67.2mm。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：张立杰，孙欣宇，职镇海，牛继东，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。