导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂及制备方法.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CN113308710A(43)申请公布日2021.08.27(21)申请号202110566503.5(22)申请日2021.05.24(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人张素风魏宁姚雪王全胜呼旭旭周秋生(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人马贵香(51)Int.Cl.C25B11/091(2021.01)C25B11/054(2021.01)C25B1/04(2021.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂及制备方法(57)摘要本发明提供了导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂及制备方法，属于能源材料技术领域，该方法包括如下步骤：将定性滤纸依次浸入到硫酸镍溶液和硼氢化钠溶液中，之后清洗、干燥，得到负载有镍单质的纤维素滤纸；将负载有镍单质的纤维素滤纸浸入到无水硫酸钠、琥珀酸钠、二甲基氨硼烷、次亚磷酸钠和硫酸镍的混合溶液A中0.5～1.5h，之后清洗、干燥，得到导电纤维素滤纸；将导电纤维素滤纸作为工作电极，在三电极体系下，使用氯化钌的水溶液进行电沉积，所得产物清洗后干燥，得到的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂展现出较低的过电位，导电性好，是一种可作为电解水阳极析氧反应的自支撑催化剂。CN113308710ACN113308710A权利要求书1/1页1.导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将定性滤纸依次浸入到硫酸镍溶液和硼氢化钠溶液中，之后清洗、干燥，得到负载有镍单质的纤维素滤纸；将负载有镍单质的纤维素滤纸浸入到无水硫酸钠、琥珀酸钠、二甲基氨硼烷、次亚磷酸钠和硫酸镍的混合溶液A中0.5～1.5h，之后清洗、干燥，得到导电纤维素滤纸；将导电纤维素滤纸作为工作电极，在三电极体系下，使用氯化钌的水溶液进行电沉积，所得产物清洗后干燥，得到导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂。2.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的定性滤纸先在去离子水中超声，之后转移至丙酮中浸渍，干燥后再浸入到硫酸镍溶液和硼氢化钠溶液中。3.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸镍溶液的浓度为0.15～0.35M。4.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠溶液的浓度为0.4～0.6M。5.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的定性滤纸依次循环浸入到硫酸镍溶液和硼氢化钠溶液中，循环3～5次后，再进行清洗。6.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤中的清洗为均依次用去离子水和无水乙醇进行冲洗。7.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的混合溶液A中无水硫酸钠、琥珀酸钠、二甲基氨硼烷、次亚磷酸钠、硫酸镍和去离子水的比例为(1.0～2.0)g：(2.0～3.0)g：(0.70～0.74)g：(0.090～0.098)g：(2.0～3.0)g：(80～120)mL。8.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述负载有镍单质的纤维素滤纸在8～12℃的条件下浸入到混合溶液A中。9.根据权利要求1所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的导电纤维素滤纸在‑0.6～‑1.2V下电沉积5～20min。10.由权利要求1～9中任意一项所述的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂的制备方法得到的导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂。2CN113308710A说明书1/5页导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂及制备方法技术领域[0001]本发明属于能源材料技术领域，具体为导电纤维素滤纸负载Ru纳米颗粒复合催化剂及制备方法。技术背景[0002]随着传统化石燃料系统的过渡消耗引发的能源危机和环境问题越演越烈，众多学者致力于寻找新的能源体系。氢气具有较高的热值，且在使用过程中只产生水，对环境无害，被认为是最有前景的清洁能源。电解水制备氢气作为新型能源转化技术受到广泛关注。电解水包括阳极析氧反应(OER)和阴极析氢反应，其中阳极析氧反应是一个四电子转移过程，存在严重的动力学和热力学迟缓过程，导致过电位大，反应效率低，严重阻碍了电解水的进一步发展。现阶段，OER最活跃的催化剂是贵金属钌(Ru)和铱(Ir)及它们的氧化物。然而，昂贵的价格和稀缺性使得贵