[發明專利]一種釕/碳雙殼層電解水催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810322271.7
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108514877B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 劉仲毅;汪海洋;彭智昆;李保軍;張碩;吳記闖
• 申請（專利權）人: 河南鄭大催化技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J35/08;C25B1/04;C25B11/04
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

1.一種電解水催化劑的制備方法，所述催化劑為空心球結構，該空心球的殼層為釕/碳雙殼層，且外殼層為碳，內殼層為Ru，其特征在于，步驟如下：

（a）、采用St?ber法制備SiO₂納米球；

（b）、在無水條件下，以甲苯為溶劑，用硅烷偶聯劑對SiO₂納米球進行修飾；

（c）、將修飾后的SiO₂納米球、RuCl₃溶于混合溶劑I中，然后在100 ~ 200 ℃水熱反應10~ 24 h，分離，干燥，制得中間體I，標記為SiO₂@RuO₂ L；其中，以質量比計，SiO₂納米球∶RuCl₃=1~5∶2；混合溶劑I由無水乙醇與水按體積比1∶1~5組成，每100 mg RuCl₃，混合溶劑I的用量為35~45 mL；

（d）、將制得的SiO₂@RuO₂ L加入混合溶劑II中，依次加入正硅酸乙酯、酚類化合物和十六烷基三甲基溴化銨，在攪拌下加入醛類化合物的水溶液，然后攪拌，分離，干燥，制得中間體II，標記為SiO₂@RuO₂ L@酚醛樹脂；其中，混合溶劑II由無水乙醇與氨水按體積比30 ~ 60∶1組成，所述氨水的質量濃度為25~28 %；

（e）、將制得的SiO₂@RuO₂ L@酚醛樹脂在惰性氣氛下焙燒，焙燒溫度為650 ~ 850 ℃，焙燒時間為2 ~ 6 h，制得中間體III，標記為SiO₂@Ru L@C；

（f）、將制得的SiO₂@RuL@C分散在HF溶液中刻蝕，得到釕/碳雙殼層催化劑，標記為HCRL。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（d）中，所述酚類化合物為間苯二酚，所述醛類化合物的水溶液為質量濃度35~40%的甲醛水溶液。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（d）中，以質量體積比計，SiO₂@RuO₂ L∶混合溶劑II∶正硅酸乙酯∶間苯二酚∶十六烷基三甲基溴化銨∶甲醛水溶液=200~500 mg∶50~70 mL∶0.2~0.4 mL∶0.25~ 0.3 g∶0.3~0.4 g∶0.6~0.8 mL；加入甲醛水溶液后攪拌15 ~24 h。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（e）中，在氬氣氛下進行焙燒處理，升溫速率為2 ~ 10 ℃/min。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（f）中，HF溶液的質量濃度為5~10%，刻蝕的時間為1 ~ 6 h。