[发明专利]一种纳米二氧化钌液相分散体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米二氧化钌液相分散体的制备方法，包括如下步骤：1)将钌盐溶于水或有机溶剂或水与有机溶剂的混合物中，得钌盐溶液；将碱溶于水或有机溶剂或水与有机溶剂的混合物，得到碱液；2)将钌盐溶液和碱液混合，得pH为9～12的前驱液；3)将前驱液在10～90℃温度下陈化0.5～8h；4)将陈化后的前驱液的pH调至0.1～3，并加入硅烷偶联剂，再次在10～90℃温度下陈化0.5～8h，经洗涤，得纳米二氧化钌液相分散体。该制备方法简单，且制备得到的纳米二氧化钌液相分散体分散稳定，分散效果好，能将纳米二氧化钌均匀的分散在常规与其相容性差的有机溶剂中，且静置≥18个月仍无沉降，得到的纳米二氧化钌液相分散体能较好的应用于制备超级电容器、催化剂和电化学催化中。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域。更具体地，涉及一种纳米二氧化钌液相分散体及其制备方法。

背景技术

纳米二氧化钌(也可称为纳米氧化钌)是一种贵金属氧化物，其具有很高的比表电容，高电导率和低电阻率，在超级电容器、催化剂以及电化学催化都有很广泛的应用。在超级电容器上，由于其具有很高的比电容值(目前实验室已制备出比表电容大于800F/g的氧化钌)，使其在超级电容器上有很大的应用，并且由于其电阻小，导电率高，跟其他超级电容器相比有很大的优势。在催化剂上，主要用于脱氢催化，目前报道的有：CO氧化、甲醇氧化和氨的氧化等。而在电化学催化应用上，主要应用在DSA型电极，对于HER(HydrogenEvolution Reation)、OER(Oxygen Evolution Reaction:Electrolysis of Water)都有一定的催化作用。

众所周知，许多纳米材料的优良特性都是取决于纳米材料的粒度、分散程度、制备工艺等因素。对于在催化领域有广泛应用的纳米二氧化钌粉体，较高的比表面面积、小而均一的粒径分布至关重要，可直接影响其本身及复合材料的催化性能。

纳米二氧化钌制备方法有热分解法，研磨法，水热法，溶剂热法，溶胶凝胶法，不同方法表现出不同的优缺点。目前纳米二氧化钌粉体现有技术中也有公开的制备方法，例如：公开号为CN104961165A的中国发明专利申请文件的公开文本中公开了一种表面改性的二氧化钌水合物，其制备方法包括以下步骤：步骤1：称取原料钌源水合物(RuCl₃·xH₂O)加水搅拌溶解，转入聚四氟乙烯内胆水热反应釜中进行水热反应，冷却至室温后，离心分离，洗涤，得到二氧化钌水合物，分散于水中；步骤2：将所得的分散液于室温进行第一次超声，加入聚合物，进行第二次超声，室温反应，经离心，洗涤后得到表面改性的二氧化钌水合物。该方法的缺点在于颗粒晶型较差，且颗粒粒径分布较大，并且加入了改性剂，限制了应用，不利于环保。

此外，纳米二氧化钌由于其颗粒很小，表面能很大，很容易发生团聚的特性，故一般很难分散在水或有机溶剂中保存，通常容易沉降，如何克服此问题以提供一种纳米二氧化钌液相分散体、使该液相分散体中纳米二氧化钌能稳定的分散保存也是需要解决的问题之一。

综上，需要提供一种纳米二氧化钌液相分散体的制备方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种纳米二氧化钌液相分散体的制备方法，该制备方法制备得到的纳米二氧化钌液相分散体分散稳定，分散效果好，能将纳米二氧化钌均匀的分散在常规与其相容性差的有机溶剂中，且静置≥18个月仍无沉降；此外，制备得到的液相分散体产品纯度高，纳米二氧化钌形貌为规整的球形，且一维尺寸，即粒径保持在1～3nm；另外，该方法简单，绿色环保，易于工业化，且成本低，具有好的应用前景。

本发明的第二个目的在于提供上述纳米二氧化钌液相分散体的制备方法制备得到的纳米二氧化钌液相分散体。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种纳米二氧化钌液相分散体的制备方法，包括如下步骤：