[发明专利]一种偏磷酸盐负载的磷化钌催化材料的制备方法及在电催化全解水中的应用

说明书

本发明涉及一种偏磷酸盐负载的磷化钌催化材料的制备方法及在电催化全解水中的应用，包括以下步骤：A、洗涤碳布；B、取Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、2‑甲基咪唑溶液，搅拌均匀后得到溶液a；C、将步骤A洗涤后的碳布浸没至步骤B得到的溶液a中，待浸渍完成，得到前驱体CoNi‑ZIF/CC；D、取三氯化钌水合物溶于去离子水中得到溶液d，将步骤C得到的CoNi‑ZIF/CC浸没至溶液d中，待浸渍完成，恒温干燥后，得到RuCoNi‑ZIF/CC；E、分别将NaH₂PO₂·H₂O、步骤D得到的RuCoNi‑ZIF/CC置于惰性保护气体流向的上、下游，惰性气体以2‑5℃/min的速度升温至400‑550℃，保温2h，冷却至室温后，得到固体预制物；F、将步骤E得到所述固体预制物用乙醇、去离子水交替洗涤后，恒温干燥，得到RuP/CoNiP₄O₁₂/CC纳米复合材料。

技术领域

本发明涉及催化材料领域，特别涉及一种偏磷酸盐负载的磷化钌催化材料的制备方法及在电催化全解水中的应用。

背景技术

目前能源消耗结构依旧是煤炭、石油、天然气等化石能源占主导地位。然而随着经济的迅猛发展以及工业化进程的不断加快，有限的化石能源储备已无法满足日趋增长的能源消费需求。此外，传统化石燃料的过量使用导致二氧化碳、氮氧化物、粉尘等环境污染物的排放量也在逐年增大，随之而来的环境污染问题日益加剧。鉴于日益加重的环境问题和不断增长的能源需求，人们将注意力转向了生态友好的可再生能源。

在众多的可再生能源中，氢能以燃烧热值高、燃烧产物清洁无污染等优点，被认为是最具有取代化石能源潜力的可再生能源之一。其中，电解水制氢是一种不排放温室气体、能大规模生产高纯氢气的先进制氢技术。电解水制氢可以在常温、常压的环境下进行，反应条件非常温和。因此，为了提高电解水制氢的效率，寻找高效稳定的催化材料势在必行。

目前，常用于析氧反应(OER)的催化材料为负载有过渡金属偏磷酸盐催化材料，偏磷酸盐具有较高的磷含量和刚性结构，在OER催化过程中表现优异。然而，负载有过渡金属偏磷酸盐催化材料的析氢反应(HER)性能很差，目前研究的主要内容依然集中在过渡金属偏磷酸盐OER性能的开发，对其HER性能的探究较少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种偏磷酸盐负载的磷化钌催化材料的制备方法，该制备方法主要通过浸渍法和低温煅烧法将磷化钌和钴镍偏磷酸盐结合，利用磷化钌和钴镍偏磷酸盐的界面协同作用，使得制备出的全解水催化材料RuP/CoNiP₄O₁₂/CC，在HER催化和OER催化过程中都显示出优异的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种偏磷酸盐负载的磷化钌催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、洗涤碳布；

B、取Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、2-甲基咪唑溶液，搅拌均匀后得到溶液a；

C、将步骤A洗涤后的碳布浸没至步骤B得到的溶液a中，待浸渍完成，得到前驱体CoNi-ZIF/CC；

D、取三氯化钌水合物溶于去离子水中得到溶液d，将步骤C得到的CoNi-ZIF/CC浸没至溶液d中，待浸渍完成，恒温干燥后，得到RuCoNi-ZIF/CC；