PtRu催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110354848A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201910441507.3C25B1/04(2006.01)(22)申请日2019.05.24(71)申请人深圳欧赛技术有限公司地址518000广东省深圳市龙岗区龙岗街道宝龙社区锦龙大道2号精锭科技工业厂区6号楼201申请人西安交通大学(72)发明人杨生春李璐王斌刘博余建平余瀚威蒋浩特许国君(74)专利代理机构深圳茂达智联知识产权代理事务所(普通合伙)44394代理人夏龙(51)Int.Cl.B01J23/46(2006.01)C25B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称PtRu催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种PtRu催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1将基底材料浸泡在钌盐溶液中，使钌负载在基底材料上，取出基底材料、烘干；S2将烘干后的基底材料置于马弗炉中煅烧，得到RuO2前驱物；S3将步骤S2中得到的RuO2前驱物置于三电极电解池中，电解液为硫酸溶液，Pt网、汞硫酸亚汞以及得到的RuO2前驱物分别作为对电极、参比电极和工作电极，RuO2前驱物电沉积Pt得到PtRu催化剂。本发明公开的PtRu催化剂的制备方法，合成方法简单，制备出的PtRu催化剂在酸性和碱性电解液中均有良好的催化稳定性。本发明还公开PtRu催化剂以及其作为电解水析氢电极的应用。CN110354848ACN110354848A权利要求书1/1页1.一种PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1将基底材料浸泡在钌盐溶液中，使钌负载在基底材料上，取出基底材料、烘干；S2将烘干后的基底材料置于马弗炉中煅烧，得到RuO2前驱物；S3将步骤S2中得到的RuO2前驱物置于三电极电解池中，电解液为硫酸溶液，Pt网、汞硫酸亚汞以及得到的RuO2前驱物分别作为对电极、参比电极和工作电极，RuO2前驱物电沉积Pt得到PtRu催化剂。2.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述基底材料为碳布、泡沫钛、泡沫铜或泡沫镍。3.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钌盐为氯化钌、碘化钌或醋酸钌。4.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钌盐溶液的浓度为0.001～5mol/L。5.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，基底材料在钌盐溶液中的浸泡时间为1～120min。6.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，烘干后的基底材料在马弗炉中的煅烧温度为200℃～600℃，煅烧时间为5～120min。7.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述硫酸溶液的浓度为0.01～5mol/L。8.根据权利要求1所述的PtRu催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中得到的PtRu催化剂中Pt与Ru的质量比为0.01:1～1:1。9.一种PtRu催化剂，其特征在于，其根据权利要求1-8所述的PtRu催化剂的制备方法制备得到。10.根据权利要求1-8所述的PtRu催化剂的制备方法制备得到的PtRu催化剂在电解水中作为析氢电极的应用。2CN110354848A说明书1/4页PtRu催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及材料技术领域，具体地说，涉及一种PtRu催化剂及其制备方法，以及其作为电解水析氢电极的应用。背景技术[0002]由于能源危机的日益严重，以及传统化石能源引起的环境问题，寻找新的绿色能源成为一个亟待解决的问题。[0003]氢能由于其较高的能量密度，对环境无污染，是一种理想的替代能源。在氢气的制备过程中，采取电解水制备氢气的方法备受推崇。但是，在电解水过程中，过高的过电位产生了能耗高的问题，降低了能量转换效率。因此，开发高效的电解水催化剂具有十分重要的意义。[0004]目前，Pt基催化剂仍然是电解水反应的理想催化剂。但是金属Pt在自然界中相对匮乏，成本昂贵，限制了其广泛使用。因此，开发廉价高效稳定的电催化剂用于析氢反应具有非常重要的意义。虽然钼、钨、铁、钴、镍等过渡金属的硫化物、硒化物、磷化物、碳化物、氮化物等被广泛用于电催化析氢反应，但是这些催化剂的性能远远不及铂类催化剂，另外，在酸性环境中稳定性较差。虽然钌也是贵金属，但其价格远远低于铂，使用少量的钌有助于获得廉价高效的电催化剂。当前用于电催化析氢反应的钌类材料多为金属钌、RuO2和RuPx纳米颗粒、纳米线和纳米片负载在不同的材料上，例如石墨烯、碳氮、碳纳米管、TiO2纳米管阵列等。然而，这些材料因为复杂的