[發(fā)明專利]一種高催化活性的超級(jí)晶胞及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010572939.0 | 申請(qǐng)日： | 2020-06-22 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111804316B | 公開（公告）日： | 2022-03-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 曾宇喬;呂宙;張旭海;鄭新健;崔鵬;蔣建清 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J27/185 | 分類號(hào)： | B01J27/185;B82Y30/00;B82Y40/00;C25B11/091;C25B1/04 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 成立珍 |
| 地址： | 211102 江*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 催化 活性 超級(jí) 晶胞 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種高催化活性的超級(jí)晶胞，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，該高催化活性的超級(jí)晶胞由Pd，Ni，P和Si組成，其結(jié)構(gòu)為單斜結(jié)構(gòu)，超級(jí)晶胞中Pd、Si和Ni、P交替排列，在原子排布和元素分布上均呈超有序結(jié)構(gòu)。超級(jí)晶胞尺寸為1.0～1.8nm。超級(jí)晶胞的有序結(jié)構(gòu)使其表面析氫過電位低至50mV。本發(fā)明還公開了其制備方法。本發(fā)明的一種高催化活性的超級(jí)晶胞，這種超大有序晶胞對(duì)水電解制氫具有良好的催化效果，其表面析氫過電位可低至50mV。本發(fā)明的一種高催化活性的超級(jí)晶胞的制備方法，制備過程簡(jiǎn)單，無須水熱、沉淀等復(fù)雜工藝。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高催化活性的超級(jí)晶胞及其制備方法。
背景技術(shù)
水解制氫具有快速、清潔的特點(diǎn)，是未來氫能源的一種重要獲取方式。
但析氫反應(yīng)在很負(fù)的電位下才能產(chǎn)生。為使電位向正向移動(dòng)，往往需要采用催化劑。
目前，表面析氫電位最正的催化劑是Pt基納米催化劑。但Pt是稀有金屬，價(jià)格昂貴。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種高催化活性的超級(jí)晶胞，這種超大有序晶胞對(duì)水電解制氫具有良好的催化效果；本發(fā)明的另一目的是提供其制備方法，旨在用儲(chǔ)量豐富的Pd金屬衍生物制備高效水解制氫催化劑。
技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種高催化活性的超級(jí)晶胞，該高催化活性的超級(jí)晶胞由Pd，Ni，P和Si組成，其結(jié)構(gòu)為單斜結(jié)構(gòu)，超級(jí)晶胞中Pd、Si和Ni、P交替排列，在原子排布和元素分布上均呈超有序結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，所述的超級(jí)晶胞尺寸為1.0～1.8nm。
進(jìn)一步的，所述的超級(jí)晶胞的有序結(jié)構(gòu)使其表面析氫電位低至50mV。
進(jìn)一步的，一種高催化活性的超級(jí)晶胞的制備方法，將Ni-Pd-P-Si-B非晶在保護(hù)性氣氛中結(jié)晶起始溫度以下保溫后獲得。
進(jìn)一步的，所述的Ni-Pd-P-Si-B非晶成分為：Pd含量15-45at％，Ni含量35-65at％，P含量12-16at％，Si含量1-3at％，B含量3-5at％。
進(jìn)一步的，所述的保溫的溫度為20-60攝氏度，保溫時(shí)間為2-10小時(shí)。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種高催化活性的超級(jí)晶胞，這種超大有序晶胞對(duì)水電解制氫具有良好的催化效果，其表面析氫過電位可低至50mV。本發(fā)明的一種高催化活性的超級(jí)晶胞的制備方法，制備過程簡(jiǎn)單，無須水熱、沉淀等復(fù)雜工藝。
附圖說明
圖1為Ni-Pd-P-Si-B晶體中形成超大晶胞三維原子探針圖；
圖2為NiPdPSi超大晶胞高分辨暗場(chǎng)像(上)，能量損失譜中Pd(中)及Ni(下)的有序分布圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
一種高催化活性的超級(jí)晶胞，該高催化活性的超級(jí)晶胞由Pd，Ni，P和Si原子組成，其結(jié)構(gòu)為單斜結(jié)構(gòu)的超級(jí)晶胞，在元素排布上，呈(Pd、Si)和(Ni、P)原子的有序排列，即在原子排布和元素分布上均呈超有序結(jié)構(gòu)(如圖1和圖2)。超級(jí)晶胞尺寸為1.0～1.8nm。超級(jí)晶胞的有序結(jié)構(gòu)使其表面析氫電位低至50mV。
一種高催化活性的超級(jí)晶胞的制備方法，將Ni-Pd-P-Si-B非晶在保護(hù)性氣氛中結(jié)晶起始溫度以下保溫后獲得。Ni-Pd-P-Si-B非晶成分為：Pd含量15-45at％，Ni含量35-65at％，P含量12-16at％，Si含量1-3at％，B含量3-5at％。
保溫的溫度為20-60攝氏度，保溫時(shí)間為2-10小時(shí)。
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