[发明专利]一种钌/石墨烯复合二维材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，包括石墨烯和吸附在所述石墨烯上的金属钌；

其中，所述金属钌呈单原子分散；

所述钌/石墨烯复合二维材料中钌的负载量＞10wt%；

所述钌/石墨烯复合二维材料通过以下过程制备：

a）制备含有钌前驱体、金属A前驱体和氧化石墨烯的分散液；

b）对所述分散液进行干燥、退火，得到钌+A/石墨烯二维材料，其中：

所述钌+A/石墨烯二维材料包括石墨烯和吸附在所述石墨烯上的金属钌和金属A；

c）通过腐蚀性液体腐蚀掉所述钌+A/石墨烯二维材料中的金属A，得到所述钌/石墨烯复合二维材料；

所述金属A选自镧、铈、锆中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述钌/石墨烯复合二维材料的厚度为0.2~4nm。

3.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述钌/石墨烯复合二维材料的比表面积为100~300m²g^-1。

4.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述步骤a）包括：

分别配制氧化石墨烯分散液、含有钌前驱体和金属A前驱体的溶液；

将所述含有钌前驱体和金属A前驱体的溶液加入到所述氧化石墨烯分散液中，混合得到含有钌前驱体、金属A前驱体和氧化石墨烯的分散液。

5.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，以逐滴加入的方式将所述含有钌前驱体和金属A前驱体的溶液加入到所述氧化石墨烯分散液中，滴加时间为5~20min。

6.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述钌前驱体选自三氯化钌。

7.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述金属A前驱体选自金属A的硝酸盐、氯化物、醋酸盐中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述钌前驱体与金属A前驱体的质量比为0.1~3:1；

所述钌前驱体与氧化石墨烯的质量比为0.2~2:1。

9.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，步骤a）中所述氧化石墨烯在所述分散液中的含量为0.1~10mg/mL。

10.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，步骤b）所述干燥的具体条件包括：

干燥温度为-100~-25℃；

干燥气压为10~40Pa；

干燥时间为1~5天。

11.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，步骤b）所述退火的具体条件包括：

在还原性气氛下进行；

退火温度为200~600℃；

退火时间为2~10h。

12.根据权利要求11所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，所述还原性气氛选自氢气、氨气、一氧化碳中的至少一种。

13.根据权利要求1所述的钌/石墨烯复合二维材料，其特征在于，步骤c）所述腐蚀性液体为强酸溶液；

所述强酸选自硝酸、盐酸中的至少一种。

14.权利要求1~13任一项所述的钌/石墨烯复合二维材料作为析氢电催化剂的应用。