[發(fā)明專利]一種大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111423779.4 | 申請日： | 2021-11-26 |
| 公開（公告）號： | CN114262913B | 公開（公告）日： | 2023-08-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 銀鳳翔;孫中清;何小波 | 申請（專利權(quán)）人： | 常州大學(xué) |
| 主分類號： | C25B11/091 | 分類號： | C25B11/091;C25B1/04 |
| 代理公司： | 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272 | 代理人： | 劉峰 |
| 地址： | 213100 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電流密度 電解水 催化劑 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法，包括，將固體有機(jī)胺、金屬、納米碳進(jìn)行混合，得混合物，球磨后制得球磨后混合物；將混合物在氮?dú)夥諊聼峤猓饘俅呋腆w有機(jī)胺分解，原位“焊接”金屬與納米碳，得到所述分解水制氫催化劑；其中，熱分解溫度為300～650℃，熱分解時(shí)間為10min～24h。本發(fā)明在制備的催化劑中，金屬催化固體有機(jī)胺分解得到的氮摻雜石墨烯將金屬活性組分納米顆粒“焊接”在了碳納米管外表面，金屬活性組分納米顆粒的尺寸和在碳納米管表面的分散度易于控制，提高了催化劑的電解水制氫活性和效率，降低了制氫能耗。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電解水制氫催化領(lǐng)域，具體涉及到一種大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法。
背景技術(shù)
隨著化石能源的持久利用，碳排放的持續(xù)增加，全球能源供應(yīng)及人類生存環(huán)境面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。為了改善環(huán)境、緩解能源危機(jī)，迫切需求清潔、可持續(xù)的能源。在目前所開發(fā)的清潔、可持續(xù)的新能源中，氫能尤其受到各方面的關(guān)注與研究。氫能具有儲(chǔ)量高、發(fā)熱值高、燃燒性能好、零排放、利用形式多、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢。目前，化石燃料制氫技術(shù)比較成熟。但是，化石燃料制氫最大的問題在于制氫的同時(shí)也排放大量的二氧化碳，即碳排放比較高。此外，化石燃料制氫勢必與化石燃料其他應(yīng)用存在競爭。在化石燃料日益減少的大前提下，化石燃料制氫不具有可持續(xù)性。相比較化石燃料制氫，電解水制氫幾乎沒有碳排放，且可以利用其他清潔能源所產(chǎn)生的電能，是一種清潔、可持續(xù)的制氫技術(shù)。
然而，目前電解水制氫最大的問題和難題在于電解效率低(電流密度小于1000mA/cm2)、能耗高(過電壓大于0.5V)，其主要原因是電解水制氫電極催化制氫效果依舊不佳。
目前，催化劑的制備方法難以控制活性組分的尺寸與分散度，使得催化劑活性低，且增加了催化劑成本，因此，需要開發(fā)新的制備方法用于提高催化劑活性組分的尺寸與分散性，進(jìn)而提高催化劑活性，最終提升分解水制氫效率、降低其能耗。
發(fā)明內(nèi)容
本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
鑒于上述和/或現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法，包括，
將含有固體有機(jī)胺、金屬、納米碳進(jìn)行混合，得混合物，球磨后制得球磨后混合物；
將混合物在氮?dú)夥諊聼峤猓饘俅呋腆w有機(jī)胺分解，原位“焊接”金屬與納米碳，得到所述分解水制氫催化劑；
其中，熱分解溫度為300～650℃，熱分解時(shí)間為10min～24h。
作為本發(fā)明所述大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述固體有機(jī)胺包括尿素、二氰二胺、三聚氰胺、三氮唑、吡嗪、咪唑或其衍生物的一種或者幾種。
作為本發(fā)明所述大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述金屬包括Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os、Ir、Pt和Au中的一種或幾種。
作為本發(fā)明所述大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述納米碳包括碳納米管、石墨烯、石墨炔、導(dǎo)電炭黑、介孔碳、富勒烯、碳量子點(diǎn)中的一種或幾種。
作為本發(fā)明所述大電流密度電解水制氫催化劑的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述熱分解溫度為400～600℃。
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