[發(fā)明專利]一種碳載RhNi-Ni(OH)2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010062374.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN111167476B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雅風(fēng);羅賢;楊延清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威海藍(lán)谷材料分析研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/89
• 分類號(hào): B01J23/89;C25B1/04;C25B11/091
• 代理公司: 西安凱多思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種碳載RhNi?Ni(OH)₂復(fù)合析氫電催化劑的制備方法，將摩爾比為1:3至3:1的硫酸鎳和氯化銠的溶液，加入到碳粉分散液中，使金屬元素與碳粉的質(zhì)量比為3:7；滴加Na₂CO₃溶液，以調(diào)節(jié)pH值至9.0；再滴加摩爾量為金屬元素40～80倍的NaBH₄溶液進(jìn)行充分還原反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，然后經(jīng)過離心分離、洗滌和冷凍干燥得到RhNi?Ni(OH)₂/C。通過該方法制備的RhNi?Ni(OH)₂復(fù)合催化劑在堿性溶液中呈現(xiàn)出良好的析氫催化活性。當(dāng)電流密度為10mA cm^?2時(shí)，其析氫過電位甚至高于Pt/C催化劑，因此具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電催化析氫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碳載RhNi-Ni(OH)₂(銠鎳-氫氧化鎳)復(fù)合析氫電催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

氫氣作為清潔、高效的可再生能源被認(rèn)為是化石燃料的理想替代物之一。析氫反應(yīng)是電解水的半反應(yīng)，是制備氫氣的重要途徑之一。但由于電解析氫反應(yīng)的過電壓較高，需要消耗大量的電能，因此需要開發(fā)設(shè)計(jì)具有優(yōu)異催化性能的電催化劑以降低析氫反應(yīng)的能壘。催化性能較為突出的析氫催化劑主要為貴金屬催化劑，目前以鉑基催化劑的性能最為優(yōu)異。電解水制氫反應(yīng)大多在堿性溶液中進(jìn)行，對(duì)于體相催化劑而言，鉑在堿性環(huán)境中的催化活性比酸性條件下低近兩個(gè)數(shù)量級(jí)，而銠在堿性和酸性溶液中的催化活性僅相差約一個(gè)數(shù)量級(jí)(見文獻(xiàn)Jie Zheng,et al,Universal dependence of hydrogen oxidation andevolution reaction activity of platinum-group metals on pH and hydrogenbinding energy,Sci.Adv.,2016,2:e1501602)。因此，通過調(diào)控銠基催化劑的成分、形貌和結(jié)構(gòu)，有望取得比鉑催化劑在堿性溶液中更為突出的析氫催化性能。目前科研工作者已經(jīng)通過調(diào)控催化劑的形貌和成分制備出了在堿性環(huán)境中具有優(yōu)異性能的 Rh基析氫催化劑，如RhNi納米海綿、Rh納米片、Rh納米花等。但是，上述Rh基析氫催化劑中貴金屬元素Rh的用量比例仍然較高，不利于生產(chǎn)成本的降低。因此，發(fā)展一種價(jià)格更為低廉的制備Rh基析氫催化劑的方法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。研究已發(fā)現(xiàn)當(dāng)過渡金屬氫氧化物與貴金屬共同作用時(shí)能夠大大提高貴金屬在堿性溶液中的析氫催化性能(見文獻(xiàn)Huajie Yin,et al,Ultrathin platinum nanowires grown on single-layered nickel hydroxide withhigh hydrogen evolution activity,Nature Communications,2015,6:6430)。此外，通過向貴金屬催化劑中添加非貴過渡金屬合金元素不但可以降低成本，還能通過不同元素間的協(xié)同作用提高催化活性。基于以上理論和研究基礎(chǔ)，本發(fā)明通過借鑒陳煜等(Yu Chen,etal,The electrocatalytic performance of carbon ball supported RhCo alloynanocrystals for the methanol oxidation reaction in alkaline media,Journal ofPower Sources,2017,371:129-135)制備RhCo/C甲醇氧化電催化劑的方法，研發(fā)了RhNi-Ni(OH)₂/C析氫電催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種碳載RhNi-Ni(OH)₂復(fù)合析氫電催化劑的制備方法。

技術(shù)方案

一種碳載RhNi-Ni(OH)₂復(fù)合析氫電催化劑的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將碳粉于500℃氬氣環(huán)境中熱處理3小時(shí)；